Odkrycie galaktyki „Loki” pomaga lepiej zrozumieć historię Drogi Mlecznej
Astronomowie odkryli ślady starożytnej galaktyki karłowatej „Loki”, która miliardy lat temu mogła zostać wchłonięta przez Drogę Mleczną. Analiza 20 gwiazd ubogich w metale rzuca nowe światło na wczesną ewolucję naszej galaktyki.
Czym jest galaktyka „Loki” i dlaczego to ważne odkrycie?
Jak opisują astronomowie, Droga Mleczna swój obecny kształt zawdzięcza mniejszym galaktykom, które z czasem „pochłonęła” lub z którymi się połączyła. Naukowcy są w stanie określić, które gwiazdy mogą pochodzić z innych galaktyk, identyfikując pewne ich cechy, takie jak orbity oraz zawartość cięższych pierwiastków. Właściwości niektórych z „pochłoniętych” galaktyk można następnie określić dzięki grupom gwiazd o podobnych właściwościach.
W ramach nowego badania naukowcy m.in. z University of Hertfordshire, Instituto de Astrofísica de Canarias, University of Victoria i Uppsala University zbadali próbkę 20 gwiazd, które ich zdaniem powstały w galaktyce karłowatej, którą nazwali „Loki”, która połączyła się z Drogą Mleczną we wczesnym etapie jej ewolucji. Odkryli, że były one ubogie w metale, ale różniły się od innych podobnych obiektów znajdujących się w halo Drogi Mlecznej. Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie „Monthly Notices of the Royal Astronomical Society”.
Jak naukowcy rozpoznają „obce” gwiazdy w Drodze Mlecznej?
Najwcześniejsze gwiazdy we Wszechświecie powstały z wodoru i helu. Przekształcały one te lekkie pierwiastki w cięższe, które następnie wchodziły w skład kolejnych pokoleń gwiazd. A te następne generacje przekształcały pierwiastki w jeszcze cięższe. Astronomowie określają gwiazdy o stosunkowo małej ilości cięższych pierwiastków, takich jak żelazo, jako „ubogie w metale”. Galaktyki złożone z tych gwiazd pełniły rolę „elementów budulcowych” we wczesnym etapie ewolucji Wszechświata.
„Te elementy budulcowe łączyły się ze sobą we wczesnych dziejach kosmosu, rozpraszając swoją materię gwiazdową, gazową i ciemną materię w formującej się proto-galaktyce. Dlatego najbardziej ubogie w metale gwiazdy pochodzące z wczesnego etapu powstawania galaktyki powinny znajdować się w wewnętrznych regionach Drogi Mlecznej, podczas gdy te przyłączone później powinny być rozproszone w zewnętrznym halo” – wyjaśniają naukowcy.
Badania gwiazd w Drodze Mlecznej wykazały, że te ubogie w metale w większości znajdują się w halo galaktyki, a nie w jej płaszczyźnie. Niektóre dowody sugerują, że gwiazdy poruszające się po orbitach wstecznych w płaszczyźnie mogą pochodzić wyłącznie z wczesnego etapu formowania się Drogi Mlecznej, podczas gdy te poruszające się zgodnie z ruchem galaktyki zostały przyłączone w czasie „pochłaniania” przez galaktykę mniejszych struktur.
Astronomowie przeanalizowali właściwości chemiczne 20 ubogich w metale gwiazd znajdujących się w płaszczyźnie Drogi Mlecznej. Grupa zawierała zarówno gwiazdy poruszające się zgodnie z ruchem galaktyki, jak i po orbitach wstecznych. Następnie badacze porównali skład chemiczny tych obiektów z gwiazdami znajdującymi się w halo, galaktykach karłowatych oraz symulowanymi populacjami.
Galaktyka „Loki” a ewolucja Drogi Mlecznej
Naukowcy odkryli, że właściwości chemiczne tej grupy wskazywały na wzbogacenie przez wysokoenergetyczne supernowe, hipernowe, szybko rotujące masywne gwiazdy oraz zderzenia gwiazd neutronowych, ale nie przez eksplozje białych karłów. Oznacza to, że obiekty te zapewne pochodziły z krótkotrwałej galaktyki karłowatej, którą nazwano „Loki”. Właściwości chemiczne były podobne zarówno w gwiazdach poruszających się zgodnie z ruchem galaktyki, jak i po orbitach wstecznych, co sugeruje wspólne pochodzenie. Jak twierdzą astronomowie, wyniki wskazują również, że gwiazdy te mają odrębne pochodzenie w porównaniu z ubogimi w metale gwiazdami w halo.
Naukowcy rozważali możliwość, że gwiazdy poruszające się zgodnie z ruchem galaktyki mogły pochodzić z innego układu niż te poruszające się wstecznie. Jednak nie uważają, żeby tak było, ponieważ masa tych obiektów i materii gazowej w ich modelach odpowiadała raczej jednemu układowi, a konkretnie masie galaktyki karłowatej.
Jak podkreślają astronomowie, badania tego typu pomagają lepiej zrozumieć nie tylko to, jak wyglądały początki Drogi Mlecznej, ale również to, jak zachodziła ewolucja galaktyk.
Emil Gołoś
