Astronomowie w końcu zaobserwowali coś, co zostało przepowiedziane, ale nigdy nie widzieliśmy: strumień gwiazd łączący dwa Obłoki Magellana. Czyniąc to, zaczęli odkrywać tajemnicę otaczającą Wielki Obłok Magellana (LMC) i Mały Obłok Magellana (SMC). A to wymagało niezwykłej siły Obserwatorium Gaia Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA).
Duże i Małe Chmury Magellana (LMC i SMC) to galaktyki karłowate na Drogę Mleczną. Zespół astronomów, kierowany przez grupę z University of Cambridge, skupił się na chmurach i na jednym szczególnym typie bardzo starej gwiazdy: RR Lyrae. Gwiazdy RR Lyrae to gwiazdy pulsujące, które istnieją od pierwszych dni chmur. Chmury były trudne do zbadania, ponieważ rozprzestrzeniają się szeroko, ale unikalny widok na całe niebo Gai ułatwił to.
Chmury Magellana są trochę tajemnicą. Astronomowie chcą wiedzieć, czy dotyczy ich nasza konwencjonalna teoria powstawania galaktyk. Aby się dowiedzieć, muszą wiedzieć, kiedy Chmury po raz pierwszy zbliżyły się do Drogi Mlecznej i jaka była ich masa w tym czasie. Zespół z Cambridge odkrył kilka wskazówek, które pomogą rozwiązać tę tajemnicę.
Zespół wykorzystał Gaię do wykrycia gwiazd RR Lyrae, co pozwoliło im prześledzić zasięg LMC, co było trudne do zrobienia, dopóki nie pojawiła się Gaia. Odkryli halo o niskiej jasności wokół LMC, które rozciągało się nawet o 20 stopni. Aby LMC trzymało się gwiazd tak daleko, oznacza to, że musiałoby być znacznie masywniejsze niż wcześniej sądzono. W rzeczywistości LMC może mieć aż 10 procent masy Drogi Mlecznej.
To pomogło astronomom odpowiedzieć na masowe pytanie, ale aby naprawdę zrozumieć LMC i SMC, musieli wiedzieć, kiedy chmury docierają do Drogi Mlecznej. Ale śledzenie orbity galaktyki satelitarnej jest niemożliwe. Poruszają się tak wolno, że ludzkie życie jest niewielkim uderzeniem w porównaniu z nimi. To sprawia, że ich orbita jest zasadniczo niemożliwa do zaobserwowania.
Ale astronomowie byli w stanie znaleźć następną najlepszą rzecz: często przewidywany, ale nigdy nie obserwowany gwiezdny strumień lub most gwiazd rozciągający się między dwiema chmurami.
Strumień gwiazdy powstaje, gdy galaktyka satelitarna odczuwa przyciąganie grawitacyjne innego ciała. W tym przypadku przyciąganie grawitacyjne LMC pozwoliło pojedynczym gwiazdom opuścić SMC i pociągnąć w kierunku LMC. Gwiazdy nie odchodzą od razu, z czasem odchodzą indywidualnie, tworząc strumień lub most między dwoma ciałami. Ta akcja pozostawia świetlne ślady na ich ścieżce w czasie.
Astronomowie stojący za tym badaniem uważają, że most ma w rzeczywistości dwa elementy: gwiazdy zdjęte z SMC przez LMC i gwiazdy usunięte z LMC przez Drogę Mleczną. Ten most gwiazd RR Lyrae pomaga im zrozumieć historię interakcji między wszystkimi trzema ciałami.
Ostatnia interakcja między chmurami miała miejsce około 200 milionów lat temu. W tym czasie Chmury przechodziły obok siebie. Ta akcja utworzyła nie jeden, ale dwa mosty: jeden z gwiazd i jeden z gazu. Mierząc przesunięcie między mostem gwiazdowym a mostem gazowym, mają nadzieję zawęzić gęstość korony gazu otaczającej Drogę Mleczną.
Gęstość galaktycznej korony Drogi Mlecznej jest drugą tajemnicą, którą astronomowie mają nadzieję rozwiązać za pomocą Obserwatorium Gaia.
Korona galaktyczna składa się z zjonizowanego gazu o bardzo niskiej gęstości. To bardzo utrudnia obserwację. Ale astronomowie badają ją intensywnie, ponieważ uważają, że korona może zawierać większość brakującej materii barionowej. Wszyscy słyszeli o Ciemnej Materii, materii, która stanowi 95% materii we wszechświecie. Ciemna materia to coś innego niż normalna materia, która składa się ze znanych nam rzeczy, takich jak gwiazdy, planety i my.
Pozostałe 5% materii to materia barionowa, znane atomy, o których wszyscy się uczymy. Ale możemy przypisać tylko połowę z 5% materii barionowej, która naszym zdaniem musi istnieć. Resztę nazywa się brakującą materią barionową, a astronomowie uważają, że prawdopodobnie znajduje się ona w koronie galaktycznej, ale nie byli w stanie jej zmierzyć.
Zrozumienie gęstości Galaktycznej Korony sprowadza się do zrozumienia Obłoków Magellana i ich historii. Jest tak, ponieważ mosty gwiazd i gazu, które powstały między Małymi i Dużymi Obłokami Magellana początkowo poruszały się z tą samą prędkością. Kiedy jednak zbliżyli się do korony Drogi Mlecznej, korona wywierała wpływ na gwiazdy i gaz. Ponieważ gwiazdy są małe i gęste w stosunku do gazu, podróżowały przez koronę bez zmiany prędkości.
Ale gaz zachowywał się inaczej. Gaz był w dużej mierze obojętnym wodorem i bardzo rozproszony, a jego spotkanie z koroną Drogi Mlecznej znacznie go spowolniło. To stworzyło przesunięcie między dwoma strumieniami.
Zespół porównał aktualne lokalizacje strumieni gazu i gwiazd. Biorąc pod uwagę gęstość gazu, a także czas, w którym obie Chmury były w koronie, mogli następnie oszacować gęstość samej korony.
Gdy to zrobili, ich wyniki wykazały, że brakującą materię barionową można było rozliczyć w koronie. Lub przynajmniej znaczna jego część. Jaki jest więc wynik końcowy całej tej pracy?
Wygląda na to, że cała ta praca potwierdza, że zarówno duże, jak i małe chmury Magellana są zgodne z naszą konwencjonalną teorią formowania się galaktyk.
Zagadka rozwiązana. Dobra droga, nauka.
