Диск Чумацького Шляху перевернувся внаслідок стародавнього галактичного зіткнення
Мільярди років тому лобове зіткнення з іншою карликовою галактикою могло кардинально змінити орієнтацію диска Чумацького Шляху. Про це свідчать нові детальні симуляції на суперкомп'ютерах, які показують, як навіть після катастрофічних космічних злиттів спіральні галактики згодом здатні набувати стабільного та «звичного» зовнішнього вигляду.
Таємниця повільного обертання зоряного гало
Більшість зір Чумацького Шляху зосереджена в його плоскому спіральному диску. Цей диск оточений значно більшим, але розрідженим зоряним гало. Воно складається переважно з світил, які початково сформувалися в менших супутникових галактиках, а пізніше були захоплені гравітацією нашої Галактики під час їх поглинання.
Спостереження космічної місії ESA Gaia показали, що зоряне гало Чумацького Шляху обертається надзвичайно повільно. Довгий час це залишалося загадкою для астрофізиків.
Щоб з'ясувати причину, доктор Кирил Батраков та його колеги з Даремського університету дослідили еволюцію 25 галактик, подібних до Чумацького Шляху, за допомогою космологічних симуляцій з набору Auriga, простеживши їхній розвиток протягом мільярдів років.
Спільні риси галактик та «переворот диска»
Дослідники виявили, що галактики з найповільнішим обертанням зоряного гало мають дві важливі спільні характеристики:
- Вони пережили масштабне лобове зіткнення з іншою галактикою.
- В процесі еволюції у них відбувся так званий «переворот диска» (disk flip), під час якого кут орієнтації галактичного диска змінився більш ніж на > 90 градусів.
«Ми вже знаємо, що в минулому Чумацький Шлях пережив масивне лобове зіткнення з галактикою Gaia-Sausage-Enceladus (часто її називають просто Gaia Sausage)», — зазначає доктор Батраков. — «Тож ми вважаємо, що диск Чумацького Шляху з високою ймовірністю також перевернувся у минулому».
Галактика Gaia-Sausage-Enceladus була масивною карликовою галактикою, яка зіткнулася з раннім Чумацьким Шляхом та була ним поглинута приблизно 10-11 мільярдів років тому. Це визначальне злиття стало найбільшою подією в ранній історії нашої Галактики, залишивши після себе мільярди зір, що рухаються по витягнутих «сосископодібних» орбітах.
Що це означає для Сонячної системи?
Підтвердження факту перевороту диска відкриває новий спосіб зрозуміти, як формувався Чумацький Шлях, а також дає непрямі підказки щодо динаміки невидимого гало темної матерії.
- Зміна траєкторій: Переворот диска означає, що більшість зір Чумацького Шляху колись рухалися зовсім іншими орбітами, ніж сьогодні.
- Доля нашого Сонця: Це стосується і Сонячної системи — наше поточне «спокійне» місце в Галактиці могло не бути таким протягом усього часу існування Сонця.
Подібний переворот відбувається далеко не в кожній галактиці. Тому вивчення цієї події дає астрономам цінний ключ до розуміння формування інших подібних систем у Всесвіті.
«Оскільки ми живемо всередині Чумацького Шляху, ми можемо вивчати його набагато детальніше за будь-яку іншу галактику. Це робить його головним тестовим майданчиком для астрофізики. Відкриття того, що його диск перевернувся, додає нову важливу сторінку до цієї історії. І найзахопливіше те, що таку складну хроніку можна відтворити на основі сучасних спостережень», — підсумовує Кирило Батраков.
Науковці також з'ясували, що обертання зоряного гало тісно пов'язане з обертанням гало темної матерії. Це свідчить про їхній спільний еволюційний шлях під час зростання Галактики за рахунок поглинання дрібніших супутників. Результати дослідження були презентовані на Національній астрономічній зустрічі (NAM2026) у Бірмінгемі (Велика Британія).