Dannelsen af vores hjem galakse Mælkevejen begyndte for 12 milliarder år siden. Siden da har den gennemgået en sekvens af fusioner med andre galakser og vokset i masse og størrelse. Resterne af byggesten (dvs. galakser, der smeltede sammen med Miky Way i fortiden) kan identificeres gennem deres usædvanlige værdier for energi og vinkelmomentum og lav metallicitet. De to tidligste byggesten i vores hjem galakse er for nylig blevet identificeret ved hjælp af Gaia-datasæt og er blevet navngivet Shiva og Shakti efter hinduistiske guddomme. Gaia plads teleskop, der er dedikeret til undersøgelsen af vores hjemmegalakse, har revolutioneret undersøgelsen af Mælkevejen. Gaia Enceladus/pølsestrømmen, Pontus-strømmen og Mælkevejens "fattige gamle hjerte" blev identificeret tidligere ved hjælp af Gaia-datasæt. Mælkevejens historie er fyldt med fusioner. Hubble Space Teleskopbilleder tyder på, at seks milliarder år fra nu vil vores hjemmegalakse smelte sammen med den nærliggende Andromeda-galakse.
Galakser og andre store strukturer dannet i univers omkring 500 millioner år efter Big Bang.
Dannelsen af vores hjem galakse Mælkevejen begyndte for omkring 12 milliarder år siden. Siden da har den gennemgået en sekvens af fusioner med andre galakser, der har bidraget til dens vækst i masse og størrelse. Mælkevejens historie er i bund og grund historien om fusionen af andre galakser med vores hjemmegalakse.
De grundlæggende egenskaber ved stjerner ligesom energi og vinkelmomentum er direkte forbundet med hastigheden og retningen af galakse af oprindelse og deles mellem stjernerne i den samme galakse. Når galakser smelter sammen, forbliver energi og vinkelmomentum bevaret over tid. Dette fungerer som et nøgleværktøj til identifikation af en fusionsrest. En stor gruppe af stjerner med lignende usædvanlige værdier af energi og vinkelmomentum er sandsynligvis en fusionsrest af en galakse. Også de ældre stjerner har lav metallicitet, dvs. stjerner, der er dannet tidligere, har lavt metalindhold. Baseret på disse to kriterier er det muligt at spore Mælkevejens fusionshistorie, men det ville ikke have været muligt uden Gaia-datasættene.
Lanceret af ESA den 19. december 2013, Gaia plads teleskopet er dedikeret til undersøgelsen af Mælkevejen, herunder dens oprindelse, struktur og evolutionære historie. Parkeret i Lissajous Orbit omkring L2 Lagrange-punktet (placeret ca. 1.5 millioner km fra Jorden i retning modsat Solen) langs JWST og Euclid-rumfartøjer, Gaia-sonden udfører en enorm stjernetælling, der dækker omkring 1.5 milliarder stjerner i Mælkevejen, registrerer deres bevægelser, lysstyrke, temperatur og sammensætning og skaber et præcist 3D-kort over hjemmet galakse. Derfor omtales Gaia også som milliardstjerne landmåler. Datasættene genereret af Gaia har revolutioneret studiet af historie Mælkevejen.
I 2021, ved hjælp af Gaia-datasæt, fik astronomerne kendskab til en større fusion og identificerede Gaia Enceladus/Sausage-strømmen, en rest af Gaia-Sausage-Enceladus (GSE) galakse der smeltede sammen med Mælkevejen for mellem 8 og 11 milliarder år siden. Efterfølgende blev Pontus-strømmen og Mælkevejens "fattige gamle hjerte" identificeret året efter. Pontus åen er resten af Pontus fusion, mens "fattige gamle hjerte" er stjerne gruppe, der blev dannet under de indledende fusioner, der skabte proto-Mælkevejen og fortsætter med at opholde sig i den centrale region af Mælkevejen.
Nu rapporterer astronomer opdagelse af to strømme af stjerner der dannede og smeltede sammen med en tidlig version af vores Mælkevej for mellem 12 og 13 milliarder år siden, omkring det tidspunkt, hvor galakser blev dannet i de tidlige Universe. Til dette kombinerede forskerne Gaia-data med detaljerede stjernespektre fra Sloan Digital Sky Survey (DR17) og observerede, at stjerner var overfyldt omkring to specifikke kombinationer af energi og vinkelmoment for et bestemt udvalg af lavmetalstjerner. De to grupper havde et vinkelmomentum svarende til de stjerner, der havde været en del af separate galakser, som smeltede sammen med Mælkevejen. Måske, de tidligste byggesten i Mælkevejen, har forskerne opkaldt dem Shiva og Shakti efter de hinduistiske guder. Det er muligt, at de nyopdagede stjernegrupper først smeltede sammen med Mælkevejens 'fattige gamle hjerte' og historien mod en stor galakse begyndte. Fremtidige undersøgelser skulle bekræfte, om Shiva og Shakti faktisk er en del af Mælkevejens forhistorie.
Hvad vil der ske med vores hjemmegalakse i fremtiden?
Mælkevejens evolutionære historie er fyldt med fusioner. Hubble Space Teleskopbilleder tyder på, at seks milliarder år fra nu vil vores hjemmegalakse smelte sammen med nabogalaksen Andromeda, der ligger 2.5 millioner lysår væk, for at skabe en ny galakse. Andromeda vil kollidere med Mælkevejen med 250,000 mph omkring 4 milliarder år fra nu. Sammenstødet mellem de to galakser vil vare i 2 milliarder år og give anledning til en kombineret elliptisk galakse.
Solsystemet og Jorden vil overleve, men vil have nye koordinater ind plads.
***
Referencer:
- Naidu RP, et al 2021. Rekonstruering af Mælkevejens sidste store fusion med H3-undersøgelsen. The Astrophysical Journal, bind 923, nummer 1. DOI: https://doi.org/10.3847/1538-4357/ac2d2d
- Malhan K., et al 2022. Mælkevejens globale dynamiske atlas: Begrænsninger fra Gaia EDR3-baserede kredsløb af kugleklynger, stjernestrømme og satellitgalakser. Udgivet 17. februar 2022. The Astrophysical Journal, bind 926, nummer 2. DOI: https://doi.org/10.3847/1538-4357/ac4d2a
- Malhan K., og Rix H.-W., 2024. 'Shiva og Shakti: Formodede proto-galaktiske fragmenter i den indre mælkevej. The Astrophysical Journal. Udgivet 21. marts 2024. DOI: https://doi.org/10.3847/1538-4357/ad1885
- Max Planck Institut for Astronomi (MPIA). Nyheder – Forskere identificerer to af Mælkevejens tidligste byggesten. Tilgængelig kl https://www.mpia.de/news/science/2024-05-shakti-shiva?c=5313826
- Schiavi R. et al 2021. Fremtidig fusion af Mælkevejen med Andromeda-galaksen og skæbnen for deres supermassive sorte huller. Fortryk hos arXiv. DOI: https://doi.org/10.48550/arXiv.2102.10938
***
