Старіючі окремі зірки допомогли датувати ранню подію злиття.
Нове дослідження надає найкращі на сьогоднішній день докази того, як наші ранні Чумацький шлях об’єдналися, включаючи злиття з ключовою супутниковою галактикою.
Використовуючи відносно нові методи в астрономії, дослідники змогли визначити найточніший можливий на даний момент вік для вибірки приблизно сотні червоних гігантів у галактиці.
За допомогою цих та інших даних дослідники змогли показати, що відбувалося, коли Чумацький Шлях зливався з орбітальною галактикою-супутником, відомою як Гея-Енцелад, приблизно 10 мільярдів років тому.
Їх результати були опубліковані 17 травня 2021 року в журналі Природа астрономії.
Враження художника від товстого диска посеред Чумацького Шляху. Авторство: ESO/NASA/JPL-Caltech/M. Корнмессер/Р. Боляче, CC BY 4.0
«Наші дані свідчать про те, що коли відбулося злиття, у Чумацькому Шляху вже була велика популяція власних зірок», — сказав Фіоренцо Вінченцо, співавтор дослідження та співробітник Центру космології та астрофізики Університету штату Огайо.
Багато з цих «саморобних» зірок опинилися в товстому диску в центрі галактики, тоді як більшість зірок, які були захоплені з Гея-Енцелада, знаходяться в зовнішньому гало галактики.
«Подія злиття з Геєю-Енцеладом вважається однією з найважливіших в історії Чумацького Шляху, яка формує те, як ми спостерігаємо за ним сьогодні», — сказала Жозефіна Монталбан зі Школи фізики та астрономії при Бірмінгемський університет у Великобританії, який керував проектом.
Розрахувавши вік зірок, дослідники вперше змогли визначити, що зірки, захоплені з Гея-Енцелада, мають подібний або трохи молодший вік порівняно з більшістю зірок, які народилися всередині Чумацького Шляху.
Жорстке злиття двох галактик не може не похитнути ситуацію, сказав Вінченцо. Результати показали, що злиття змінило орбіти зірок, які вже були в галактиці, зробивши їх більш ексцентричними.
Вінченцо порівняв рухи зірок із танцем, де зірки з колишнього Гея-Енцелада рухаються інакше, ніж ті, що народилися в Чумацькому Шляху. За словами Вінченцо, зірки навіть «одягаються» по-різному, а зірки ззовні мають інший хімічний склад, ніж ті, що народилися в Чумацькому Шляху.
Дослідники використовували кілька різних підходів і джерел даних для проведення свого дослідження.
Одним із способів, як дослідники змогли отримати такий точний вік зірок, було використання астеросейсмології, відносно нової галузі, яка досліджує внутрішню структуру зірок.
Астеросейсмологи вивчають коливання зірок, які є звуковими хвилями, що проходять через їх внутрішні частини, сказав Матьє Врард, науковий співробітник Департаменту астрономії штату Огайо.
«Це дозволяє нам отримати дуже точний вік зірок, які є важливими для визначення хронології того, коли відбувалися події на початку Чумацького Шляху», — сказав Врард.
У дослідженні також використовувався спектроскопічний огляд під назвою APOGEE, який надає інформацію про хімічний склад зірок – ще одну допомогу у визначенні їхнього віку.
«Ми продемонстрували великий потенціал астеросейсмології в поєднанні зі спектроскопією для визначення віку окремих зірок», — сказав Монталбан.
За словами дослідників, це дослідження – лише перший крок.
«Тепер ми маємо намір застосувати цей підхід до більших зразків зірок і включити ще більш тонкі особливості частотних спектрів», — сказав Вінченцо.
«Це в кінцевому підсумку призведе до набагато чіткішого уявлення про історію складання та еволюції Чумацького Шляху, створюючи хронологію розвитку нашої галактики».
Довідка: «Хронологічне датування раннього складання Чумацького Шляху» Жозефіна Монтальбан, Дж. Тед Маккерет, Андреа Мільйо, Фіоренцо Вінченцо, Крістіна К'яппіні, Гаель Бульдген, Бенуа Моссер, Арлетт Ноельс, Річард Скуфлер, Матьє Врард, Емма Віллетт, Гі Р. Девіс, Олівер Дж. Холл, Мартін Бо Нільсен, Санія Хан, Бен М. Рендл, Волтер Е. ван Россем, Джейсон В. Фергюсон і Вільям Дж. Чаплін, 17 травня 2021 р., Природа астрономії.
DOI: 10.1038/s41550-021-01347-7
Робота є результатом спільного проекту Asterochronometry, який фінансується Європейською дослідницькою радою.
