«Генеалогическое древо» Млечного Пути раскрывает судьбу таинственной галактики Кракен

Млечный Путь сталкивался и сливался с множеством других галактик за свою долгую жизнь, но составление его истории по частям было кропотливой задачей.

Новый анализ плотных звездных скоплений, вращающихся вокруг Млечного Пути, дал нам наиболее полную историю слияния галактик. И в этих данных есть ранее неизвестное событие слияния, которое произошло 11 миллиардов лет назад и полностью изменило форму нашей галактики. Астрономы назвали эту галактику, входящую в состав Млечного Пути, Кракеном.

Рассматриваемые звездные скопления называются шаровыми скоплениями и часто считаются «окаменелостями» ранней Вселенной. Это очень плотные сферические скопления, состоящие примерно из миллиона очень старых звезд, некоторые из которых почти такие же старые, как сама Вселенная. В любом шаровом скоплении звезды сформировались одновременно из одного и того же газового облака, а это значит, что мы можем использовать их химический состав, чтобы определить их происхождение.

Но это только одна часть головоломки. Млечный Путь насчитывает около 150 шаровых скоплений, и разработка и реконструкция их орбитального движения и их нынешней формы (некоторые из них разорваны на длинные звездные потоки) также могут помочь собрать вместе, откуда они пришли.

И это то, что сейчас сделала команда астрономов, используя искусственную нейронную сеть для моделирования шаровых скоплений, вращающихся вокруг галактик, подобных Млечному Пути. Эти симуляции, называемые E-MOSAICS, моделируют полную продолжительность жизни шаровых скоплений, от образования до разрушения.

«Основная проблема, связанная со связью свойств шаровых скоплений с историей слияния их родительской галактики, всегда заключалась в том, что сборка галактик — чрезвычайно запутанный процесс, во время которого орбиты шаровых скоплений полностью меняются», — сказал астроном Дидерик Круйссен из Гейдельбергский университет, Германия.

«Мы протестировали алгоритм десятки тысяч раз и были поражены тем, насколько точно он смог восстановить истории слияния смоделированных галактик, используя только популяции их шаровых скоплений».

Следующим шагом была загрузка реальных данных в программу. В последние годы спутник Gaia усердно работал над картированием галактики Млечный Путь с высокой точностью и детализацией не только в пространстве, но и во времени. Это дало нам самые точные данные о положении и движении галактических объектов, что привело к некоторым захватывающим открытиям о нашей родной галактике.

Используя данные Gaia, команда сгруппировала шаровые скопления на основе их орбитального движения. Считается, что скопления, имеющие похожие орбиты вокруг Млечного Пути, произошли из одного и того же места; то есть галактика, которая в какой-то момент в прошлом была включена в состав Млечного Пути.

Когда эти данные были обработаны программным обеспечением, результаты полностью совпали с пятью галактическими столкновениями.

Четыре из них были известны: галактика Гайя-Энцелад, поглощенная Млечным путем около 9 миллиардов лет назад; потоки Хелми образовались в результате слияния около 10 миллиардов лет назад; галактика Секвойя, слившееся с Млечным путем около 9 миллиардов лет назад; и карликовая галактика Стрелец, которая неоднократно сталкивалась с Млечным Путем на протяжении миллиардов лет.

Пятое событие произошло от недавно обнаруженной группы шаровых скоплений «низкой энергии». Согласно анализу, все они полностью соответствуют свойствам ранее неизвестного — и очень важного — столкновения с тем, что команда назвала галактикой Кракен.

«Столкновение с Кракеном, должно быть, было самым значительным слиянием в истории Млечного Пути», — сказал Крюйссен.

«Раньше считалось, что столкновение с галактикой Гайя-Энцелад, которое произошло около 9 миллиардов лет назад, было крупнейшим. Однако слияние с Кракеном произошло 11 миллиардов лет назад, когда Млечный Путь был в четыре раза легче. В результате столкновение с Кракеном должно быть действительно изменило вид Млечного Пути в то время».

Используя эту информацию, команда составила «генеалогическое древо», описывающее самую свежую историю столкновений Млечного Пути — пять основных столкновений с галактиками, содержащими более 100 миллионов звезд, которые произошли между 6 и 11 миллиардами лет назад.

«К настоящему времени идентифицированы обломки более пяти галактик-прародителей», — сказал Крюйссен. «С нынешними и будущими телескопами станет возможно найти их все».

Исследование было опубликовано в ежемесячном бюллетене Королевского астрономического общества.