Droga Mleczna zderzyła się z Krakenem. Odtworzono drzewo genealogiczne naszej galaktyki

Astronomowie nie od dzisiaj wiedzą, że galaktyki mogą rosnąć łącząc się z innymi galaktykami. W ten sposób mogła też ewoluować Droga Mleczna. Międzynarodowy zespół astronomów pracujący pod kierunkiem doktora Diederika Kruijssena z Uniwersytetu w Heidelbergu oraz doktora Joela Pfeffera z Liverpool John Moores University stworzył drzewo genealogiczne naszej galaktyki, a o wynikach swoich badań poinformował na łamach Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Gromady kuliste to gęste zgrupowania powiązanych grawitacyjnie gwiazd. To bardzo stare struktury. W skład gromady może wchodzić nawet milion gwiazd. Wiemy, że w Drodze Mlecznej występuje ponad 150 takich gromad. Wiele z nich powstało w mniejszych galaktykach, które łączyły się, by w końcu utworzyć Drogę Mleczną taką, jaką znamy ją dzisiaj. Naukowcy od dawna podejrzewali, że gromady kuliste mogą pełnić rolę swoistych „skamieniałości”, dzięki którym uda się kiedyś zbadać przeszłość naszej galaktyki. Teraz mamy już w ręku odpowiednie narzędzia, by podjąć się takiego zadania.

Zespół Kruijssena i Pfeffera odtworzył drzewo genealogiczne Drogi Mlecznej opierając się przy tym wyłącznie na gromadach kulistych. Na potrzeby swoich badań naukowcy stworzyli zestaw zaawansowanych symulacji komputerowych modelujących powstawanie galaktyk podobnych do naszej. Zestaw ten, E-MOSAICS, jest jedynym, który zawiera kompletny model tworzenia się, ewolucji i niszczenia gromad kulistych.

Naukowcy byli w stanie powiązać wiek gromad kulistych, ich skład chemiczny oraz ruch orbitalny z właściwościami galaktyk, w których powstały ponad 10 miliardów lat temu. Stosując tę metodę do gromad kulistych w naszej galaktyce uczeni zdołali obliczyć nie tylko, z ilu gwiazd składały się galaktyki, w skład których oryginalnie gwiazdy z gromad wchodziły, ale również, kiedy doszło do ich połączenia z Drogą Mleczną.

Głównym wyzwaniem był fakt, że zderzenia galaktyk to bardzo chaotyczny proces, podczas którego orbity gromad kulistych zostają całkowicie zmienione. Wykorzystaliśmy więc sztuczną inteligencję, którą pomogła nam zrozumieć cały złożony system, który istnieje dzisiaj. Wytrenowaliśmy sieć neuronową na symulacjach E-MOSAICS tak, by łączyła właściwości gromad kulistych z historią ich oryginalnych galaktyk. Przetestowaliśmy nasz algorytm dziesiątki tysięcy razy i byliśmy zaskoczeni jak dokładnie reoknstruował łączenie się symulowanych galaktyk, wykorzystując w tym celu jedynie gromady kuliste, mówi Kruijssen.

Zachęceni wysoką dokładnością algorytmu naukowcy postanowili odszyfrować za jego pomocą historię Drogi Mlecznej. Symulacje nie tylko ujawniły masy moment łączenia się mniejszych galaktyk z Drogą Mleczną, ale pozwoliły na odkrycie nieznanej dotychczas kolizji Drogi Mlecznej z galaktyką, którą badacze nazwali Krakenem.

Zderzenie z Krakenem musiało być najważniejszym takim wydarzeniem w historii Drogi Mlecznej. Dotychczas powszechnie sądzono, że największym zderzeniem była kolizja z galaktyką karłowatą Gaia-Enceladus do którego doszło przed 9 miliardami lat.
Teraz dowiadujemy się, że 11 miliardów lat temu, gdy Droga Mleczna była 4-krotnie mniej masywna, połączyła się z galaktyką Kraken. Kolizja ta musiała całkowicie zmienić wygląd Drogi Mlecznej, mówi Kruijssen.

Dzięki rekonstrukcji wiemy, że dotychczas Droga Mleczna wchłonęła około 5 galaktyk, z których każda miała ponad 100 milionów gwiazd oraz około 15 galaktyk, z których każda miała co najmniej 10 milionów gwiazd. Do zderzenia z najbardziej masywną galaktyką doszło pomiędzy 6 a 11 miliardów lat temu.

Pozostałości po pięciu wielkich galaktykach zostały już zidentyfikowane. Obecne i przyszłe teleskopy powinny umożliwić identyfikację pozostałości wszystkich galaktyk wchłoniętych przez Drogę Mleczna, mówi Kruijssen.

Warto tutaj przypomnieć, że – jak informowaliśmy – naukowcy sądzą, że za kilka miliardów lat dojdzie do połączenia Drogi Mlecznej i Galaktyki Andromedy.

Droga Mleczna galaktyka Kraken gromada kulista zderzenie galaktyk