Nasza Droga Mleczna jest dość rozległą i gęsto zaludnioną przestrzenią. Ogólnie rzecz biorąc, liczba jego gwiazd wynosi od 100 do 400 miliardów, a niektóre szacunki mówią, że może mieć nawet 1 bilion. Ale skąd się wzięły te wszystkie gwiazdy? Jak się okazuje, oprócz formowania wielu własnych i łączenia się z innymi galaktykami, Droga Mleczna mogła ukraść niektóre jej gwiazdy z innych galaktyk.
Taki jest argument dwóch astronomów z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. Według ich badań, które zostały przyjęte do publikacji w The Astrophysical Journaltwierdzą, że mniej więcej połowa gwiazd krążących na skrajnym zewnętrznym krańcu Drogi Mlecznej została skradziona z pobliskiej galaktyki karłowatej Strzelec.
Kiedyś uważano, że galaktyka eliptyczna Sagittarius Dwarf była najbliższą naszą galaktyką (pozycja obecnie utrzymywana przez galaktykę karłowatą Canis Major). Jako jedna z kilkudziesięciu galaktyk karłowatych otaczających Drogę Mleczną, wielokrotnie krążyła ona po naszej galaktyce. Z każdą mijającą orbitą staje się ona przedmiotem silnej grawitacji naszej galaktyki, która powoduje jej rozerwanie.
Długoterminowe skutki tego można zobaczyć, patrząc na najdalsze gwiazdy w naszej galaktyce, które składają się z jedenastu gwiazd, które znajdują się w odległości około 300 000 lat świetlnych od Ziemi (daleko poza spiralny dysk Drogi Mlecznej). Według badań przeprowadzonych przez Marion Dierickx, doktorantkę na Wydziale Astronomii Uniwersytetu Harvarda, połowa tych gwiazd została pobrana z galaktyki karłowatej Strzelca w przeszłości.
Profesor Avi Loeb, Frank B. Baird, Jr. profesor nauk przyrodniczych na Harvardzie i doradca doktora Marion Dierickx, współautor badania - zatytułowanego „Przewidywane rozszerzenie strumienia strzelca do promienia wirowego Drogi Mlecznej”. Jak powiedział Space Magazine pocztą elektroniczną:
„Widzimy dowody na istnienie strumieni gwiazd połączonych z jądrem galaktyki i wskazujących, że ta galaktyka karłowata wielokrotnie przechodziła wokół centrum Drogi Mlecznej i została rozerwana przez pływowe pole grawitacyjne Drogi Mlecznej. Wszyscy znamy przypływ oceanu spowodowany grawitacyjnym przyciąganiem Księżyca, ale gdyby Księżyc był znacznie bardziej masywnym przedmiotem - odciągnąłby oceany od Ziemi i zobaczyłby rozciągający się strumień pary z ziemi."
Ze względu na swoje badania Dierickx i Loeb uruchomili modele komputerowe w celu symulacji ruchów karła Strzelca w ciągu ostatnich 8 miliardów lat. Te symulacje odtworzyły strumienie gwiazd rozciągające się od galaktyki karłowatej Strzelca do centrum naszej galaktyki. Zmieniali także prędkość i kąt podejścia Strzelca, aby sprawdzić, czy wynikowe wymiany będą pasować do bieżących obserwacji.
„Próbowaliśmy dopasować dane dotyczące odległości i prędkości dla jądra galaktyki Sagitarrius, a następnie porównaliśmy wynikową prognozę położenia i prędkości strumieni gwiazd” - powiedział Loeb. „Wyniki były bardzo zachęcające dla niektórych szczególnych warunków początkowych dotyczących rozpoczęcia podróży przez galaktykę Strzelca, gdy wszechświat był mniej więcej w połowie swojego obecnego wieku”.
Odkryli, że z czasem krasnolud Strzelca stracił około 1/3 swoich gwiazd i dziewięć dziesiątych swojej ciemnej materii na Drogę Mleczną. Końcowym rezultatem tego było stworzenie trzech różnych strumieni gwiazd, które docierają do miliona lat świetlnych od centrum galaktyki do samego brzegu halo Drogi Mlecznej. Co ciekawe, jeden z tych strumieni został przewidziany przez symulacje przeprowadzone przez takie projekty jak Sloan Digital Survey.
Symulacje pokazały również, że pięć gwiazd Strzelca skończy się częścią Drogi Mlecznej. Co więcej, pozycje i prędkości tych gwiazd pokrywały się z pięcioma najbardziej odległymi gwiazdami w naszej galaktyce. Pozostałe sześć nie wydaje się pochodzić z karła Strzelca, i może być wynikiem interakcji grawitacyjnych z inną galaktyką karłowatą w przeszłości.
„Przewidywaną przez nas dynamikę gwiazd w rozłożonych ramionach (która jest największą przewidywaną strukturą galaktyczną na niebie) można wykorzystać do pomiaru masy i struktury Drogi Mlecznej” - powiedział Loeb. „Zewnętrzna otoczka Drogi Mlecznej nigdy nie była badana bezpośrednio, ponieważ nie było wiadomo, by jakikolwiek inny strumień sięgał tak daleko”
Biorąc pod uwagę sposób, w jaki symulacje pokrywają się z bieżącymi obserwacjami, Dierickx jest przekonany, że istnieje więcej intruzów karłowatych Strzelca, którzy tylko czekają na znalezienie. Na przykład przyszłe instrumenty - takie jak Large Synoptic Survey Telescope (LSST), który ma rozpocząć operacje pełnego badania do 2022 r. - mogą wykryć dwa pozostałe strumienie gwiazd, które zostały przewidziane w badaniu.
Biorąc pod uwagę skale czasowe i odległości, trudno jest sondować naszą galaktykę (a przez to Wszechświat), aby zobaczyć dokładnie, jak ewoluowała w czasie. Udowodniono jednak, że łączenie danych obserwacyjnych z modelami komputerowymi testuje nasze najlepsze teorie na temat tego, jak do tego doszło. W przyszłości, dzięki ulepszonym instrumentom i bardziej szczegółowym ankietom, możemy być pewni!
I koniecznie sprawdź animację komputerowej symulacji, która pokazuje wpływ grawitacji Drogi Mlecznej na gwiazdy i ciemną materię galaktyki karłowatej Strzelec.
