Bliver den nærmeste stjernehob til solen ødelagt?

Data fra ESA's Gaia-stjernekortlægningssatellit har afsløret fristende beviser på, at den nærmeste stjernehob til solen er ved at blive forstyrret af gravitationspåvirkningen fra en massiv, men uset struktur i vores galakse.

Hvis sandt, dette kan give bevis for en formodet population af 'mørkt stof sub-haloer." Disse usynlige skyer af partikler menes at være relikvier fra dannelsen af ​​Mælkevejen, og er nu spredt over galaksen, udgør en usynlig understruktur, der udøver en mærkbar gravitationspåvirkning på alt, der driver for tæt på.

ESA-forsker Tereza Jerabkova og kolleger fra ESA og European Southern Observatory gjorde opdagelsen, mens de studerede, hvordan en nærliggende stjernehob smelter sammen med stjernernes generelle baggrund i vores galakse. Denne opdagelse var baseret på Gaias tidlige tredje dataudgivelse (EDR3) og data fra den anden udgivelse.

Holdet valgte Hyaderne som deres mål, fordi det er den nærmeste stjernehob til solen. Det er placeret lidt over 153 lysår væk, og er let synlig for skyobservatører på både den nordlige og sydlige halvkugle som en iøjnefaldende "V"-form af klare stjerner, der markerer tyrens hoved i stjernebilledet Tyren. Ud over de let synlige klare stjerner, teleskoper afslører et hundrede eller deromkring svagere indeholdt i et sfærisk område af rummet, omkring 60 lysår på tværs.

En stjernehob vil naturligt miste stjerner, fordi når disse stjerner bevæger sig inde i hoben, trækker de i hinanden gravitationsmæssigt. Denne konstante træk ændrer en smule stjernernes hastigheder, flytte nogle til kanterne af klyngen. Derfra, stjernerne kan fejes ud af galaksens tyngdekraft, danner to lange haler.

Den ene hale følger stjernehoben, den anden trækker sig ud foran sig. De er kendt som tidevandshaler, og er blevet undersøgt bredt i kolliderende galakser, men ingen havde nogensinde set dem fra en åben stjernehob i nærheden, indtil for ganske nylig.

Nøglen til at opdage tidevandshaler er at opdage, hvilke stjerner på himlen, der bevæger sig på samme måde som stjernehoben. Gaia gør dette nemt, fordi det præcist måler afstanden og bevægelsen af ​​mere end en milliard stjerner i vores galakse. "Dette er de to vigtigste mængder, som vi har brug for for at søge efter tidevandshaler fra stjernehobe i Mælkevejen, " siger Tereza.

Tidligere forsøg fra andre hold havde kun haft begrænset succes, fordi forskerne kun havde ledt efter stjerner, der nøje matchede stjernehobens bevægelse. Dette udelukkede medlemmer, der forlod tidligere i sin 600-700 millioner år lange historie og derfor nu rejser på forskellige baner.

For at forstå rækkevidden af ​​baner man skal kigge efter, Tereza konstruerede en computermodel, der ville simulere de forskellige forstyrrelser, som flygtende stjerner i hoben kan føle i løbet af deres hundreder af millioner af år i rummet. Det var efter at have kørt denne kode, og derefter sammenligne simuleringerne med de rigtige data om, at den sande udstrækning af Hyades tidevandshaler blev afsløret. Tereza og kolleger fandt tusindvis af tidligere medlemmer i Gaia-dataene. Disse stjerner strækker sig nu i tusindvis af lysår på tværs af galaksen i to enorme tidevandshaler.

Men den virkelige overraskelse var, at den efterfølgende tidevandshale syntes at mangle stjerner. Dette indikerer, at noget meget mere brutalt finder sted, end at stjernehoben forsigtigt 'opløses'.

Kører simuleringerne igen, Tereza viste, at dataene kunne gengives, hvis den hale havde kollideret med en stofsky indeholdende omkring 10 millioner solmasser. "Der må have været et tæt samspil med denne virkelig massive klump, og Hyaderne er lige blevet smadret, " hun siger.

Men hvad kunne den klump være? Der er ingen observationer af en gassky eller stjernehob, der er så massiv i nærheden. Hvis der ikke registreres nogen synlig struktur, selv i fremtidige målrettede søgninger, Tereza foreslår, at objektet kunne være en sub-halo af mørkt stof. Disse er naturligt forekommende klumper af mørkt stof, der menes at være med til at forme galaksen under dens dannelse. Dette nye arbejde viser, hvordan Gaia hjælper astronomer med at kortlægge denne usynlige mørkestoframme af galaksen.

"Med Gaia, måden, vi ser Mælkevejen på, er fuldstændig ændret. Og med disse opdagelser, vi vil være i stand til at kortlægge Mælkevejens understrukturer meget bedre end nogensinde før, " siger Tereza. Og efter at have bevist teknikken med Hyaderne, Tereza og kolleger udvider nu arbejdet ved at lede efter tidevandshaler fra andre, fjernere stjernehobe.