Od pewnego czasu astronomowie wiedzą, że zderzenia lub połączenia między galaktykami są integralną częścią kosmicznej ewolucji. Oprócz powodowania wzrostu galaktyk, połączenia te wywołują także nowe rundy formowania się gwiazd, gdy świeży gaz i pył są wstrzykiwane do galaktyki. W przyszłości astronomowie szacują, że w międzyczasie galaktyka Drogi Mlecznej połączy się z Galaktyką Andromedy, a także z Małymi i Dużymi Obłokami Magellana.
Według nowych wyników uzyskanych przez naukowców z Centrum Astrofizyki Obliczeniowej Flatiron Institute w Nowym Jorku, już teraz odczuwalne są wyniki naszej ostatecznej fuzji z chmurami Magellana. Według wyników zaprezentowanych na 235. spotkaniu American Astronomical Society w tym tygodniu, gwiazdy formujące się na obrzeżach naszej galaktyki mogą być wynikiem połączenia galaktyk karłowatych z naszą własną.
W trakcie prezentacji, która odbyła się w środę (8 stycznia) w Honolulu, zespół badawczy wyjaśnił, w jaki sposób dane z ESA Gaia obserwatorium ujawniło istnienie młodej gromady gwiazd na obrzeżach halo Drogi Mlecznej. Klaster ten został oznaczony jako Price-Whelan 1 na cześć lidera zespołu Adriana M. Price-Whelana (pracownik naukowy w CCA).
Jeszcze bardziej zaskakujący był fakt, że widma uzyskane z gromady wskazują, że prawdopodobnie powstały ze strumienia gazu wydobywającego się z jednego z ramion Wielkiego Obłoku Magellana. Odkrycie sugeruje, że ten strumień gazu wychodzący z galaktyk, znany jako Leading Arm II, jest znacznie bliżej Drogi Mlecznej, niż wcześniej sądzono (a także bliżej zderzenia z nią).
Z pewnością identyfikacja gromad gwiazdowych w naszej galaktyce jest trudna, ponieważ gwiazdy mogą wydawać się gromadami na niebie, ale w rzeczywistości są oddzielone od siebie dużymi odległościami. Ponadto, gwiazdy mogą być widziane blisko siebie w jednym punkcie, ale potem poruszają się w różnych kierunkach. Określenie, które gwiazdy są skupione razem, wymaga dokładnych pomiarów położenia gwiazd w czasie (inaczej astrometria).
Taki jest cel Gaia misja, która zbiera dane na temat pozycji, odległości i prawidłowych ruchów około 1,7 miliarda obiektów niebieskich od 2013 r. Korzystając z najnowszego zestawu danych, który ma zostać wydany przez misję, Price-Whelan i jego koledzy szukali dowodów na bardzo niebieskie, młode gwiazdy z poruszającymi się kępami. Po zidentyfikowaniu kilku, dopasowali je, aby wyeliminować znane klastry.
Ostatecznie pozostała tylko jedna: stosunkowo młoda gromada gwiazd, która ma około 117 milionów lat i znajduje się na dalekich obrzeżach Drogi Mlecznej. Jak wyjaśnił Price-Whelan:
„Jest to drobna gromada gwiazd - łącznie mniej niż kilka tysięcy - ale ma duże implikacje poza lokalnym obszarem Drogi Mlecznej… To naprawdę, bardzo daleko. Jest dalej niż jakiekolwiek znane młode gwiazdy Drogi Mlecznej, które zwykle znajdują się na dysku. Od razu pomyślałem: „Święte pali, co to jest?”
Pozycja gromady umieszcza ją w „halo” Drogi Mlecznej, zewnętrznym regionie naszej galaktyki, znajdującym się poza ramionami spirali. Chociaż zawiera większość masy naszej galaktyki, jest również znacznie ciemniejsza niż ramiona spiralne, w których znajduje się większość gwiazd Drogi Mlecznej. W tym regionie znajduje się także rzeka gazu znana jako „Strumień Magellana”, który tworzy najbardziej zewnętrzną krawędź SMC i LMC i sięga w kierunku Drogi Mlecznej.
W tym strumieniu nie ma metali, w przeciwieństwie do chmur gazu znajdujących się w zewnętrznych obszarach Drogi Mlecznej. Dzięki temu David Nidever, adiunkt na Uniwersytecie Stanowym Montana i współautor badania, mógł stwierdzić, że nowo odkryta gromada gwiazd ma pochodzenie pozagalaktyczne. Przeprowadzając analizę zawartości metalu w 27 najjaśniejszych gwiazdach gromady, odkrył, że ich metaliczność jest podobna do metalicznej w Strumieniu Magellana.
Na podstawie tych ustaleń zespół stwierdził, że gromada utworzona jako gaz ze Strumienia Magellana przepływał przez halo Drogi Mlecznej. W połączeniu z przyciąganiem grawitacyjnym naszej galaktyki przejście przez halo stworzyło siłę oporu, która ściska gaz do punktu, w którym zapada się, tworząc nowe gwiazdy. Z czasem gwiazdy przesunęły się przed strumieniem gazu i dołączyły do zewnętrznej Drogi Mlecznej.
Badanie tej gromady może mieć znaczący wpływ na nasze zrozumienie ewolucji naszej galaktyki. Na przykład astronomowie do tej pory nie byli w stanie skutecznie ograniczyć odległości między Strumieniem Magellana a naszą galaktyką. Ale dzięki odkryciu tej nowej gromady gwiazd Price-Whelan i jego koledzy przewidują, że krawędź Strumienia Magellana znajduje się 90 000 lat świetlnych od Drogi Mlecznej.
To mniej więcej połowa poprzedniej odległości. Ponadto odkrycie gromad na obrzeżach Drogi Mlecznej może również ujawnić, czy Chmury Magellana zderzyły się w przeszłości z naszą galaktyką. Jest to widoczna tendencja w przypadku fuzji: dwa obiekty niebieskie nie zderzają się czołowo, lecz kołyszą się i wymieniają materiał, ostatecznie łącząc się, tworząc jeden obiekt.
Jak wskazał Nidever, odkrycia zespołu prowadzą także astronomów do udoskonalenia swoich teorii o tym, kiedy Wielki Obłok Magellana połączy się z naszą galaktyką:
„Jeśli Strumień Magellana jest bliżej, a zwłaszcza ramię prowadzące najbliżej naszej galaktyki, prawdopodobnie zostanie włączone do Drogi Mlecznej wcześniej niż przewiduje obecny model. W końcu gaz ten zamieni się w nowe gwiazdy na dysku Drogi Mlecznej. W tej chwili nasza galaktyka zużywa gaz szybciej niż jest uzupełniana. Dodatkowy dopływ gazu pomoże nam uzupełnić ten zbiornik i upewnić się, że nasza galaktyka nadal się rozwija i tworzy nowe gwiazdy. ”
To badanie jest najnowszym z serii, które były możliwe dzięki Gaia misja, które wspólnie poszerzają naszą wiedzę na temat ewolucji naszej galaktyki i będą nadal to robić w przyszłości. Początkowo planowano zakończyć do 2018 r., Gaia misja została przedłużona i pozostanie w użyciu do 2022 r. (z wyjątkiem dalszych rozszerzeń).
Kolejne wydanie Gaia dane archiwalne (EDR3) odbędą się w dwóch częściach, z których pierwsza zostanie wydana w trzecim kwartale 2020 r., a druga w drugiej połowie 2021 r. Odkrycie Price-Whelan 1 i późniejsza analiza spektroskopowa gwiazd dokonana przez zespół oba tematy artykułów opublikowanych w The Astrophysical Journal odpowiednio 5 i 16 grudnia.
