Naukowcy zbadali gazowy strumień łączący dwie galaktyki sąsiadujące z Drogą Mleczną - Wielki i Mały Obłok Magellana. Nowe modele wskazują, że może on znajdować się dużo bliżej, co miałoby m.in. wpływ na jego przyszłe losy.
Nasza Galaktyka nie jest sama. Wokół Drogi Mlecznej krąży kilka mniejszych galaktyk karłowatych – największe z nich to Mały i Wielki Obłok Magellana, widoczne na niebie południowym.
Podczas swojego trwającego miliardy lat tańca wokół Drogi Mlecznej, grawitacja Obłoków Magellana wyrwała z każdego z nich ogromny łuk gazu – Strumień Magellana. Strumień ten pomaga opowiedzieć historię tego, jak powstała Droga Mleczna i najbliższe niej galaktyki oraz jak wygląda ich przyszłość.
Nowe modele astronomiczne opracowane przez naukowców z University of Wisconsin–Madison i Space Telescope Science Institute odtwarzają narodziny Strumienia Magellana w ciągu ostatnich 3,5 mld lat. Wykorzystując najnowsze dane dotyczące struktury gazu, naukowcy odkryli, że Strumień ten może być pięć razy bliżej Ziemi niż wcześniej sądzono.
Odkrycia sugerują, że Strumień może zderzyć się z Drogą Mleczną wcześniej niż się spodziewano, pomagając w formowaniu się nowych gwiazd w naszej Galaktyce.
Pochodzenie Strumienia Magellana było wielką tajemnicą przez ostatnich 50 lat. Zaproponowaliśmy nowe rozwiązanie za pomocą naszych modeli – mówi Scott Lucchini, absolwent fizyki na UW-Madison i główny autor pracy. Zaskakujące było to, że modele znacznie przybliżyły Strumień do Drogi Mlecznej.
Nowe modele dostarczają również precyzyjnych przewidywań co do tego, gdzie można znaleźć gwiazdy w Strumieniu. Gwiazdy te zostałyby wyrwane ze swoich macierzystych galaktyk wraz z resztą gazu w Strumieniu, ale tylko kilka z nich zostało wstępnie zidentyfikowanych. Przyszłe obserwacje teleskopowe mogą w końcu dostrzec gwiazdy i potwierdzić, że nowa rekonstrukcja pochodzenia Strumienia jest poprawna.
To zmienia paradygmat Strumienia - mówi Lucchini. Niektórzy sądzili, że gwiazdy są zbyt słabe, aby je zobaczyć, ponieważ są zbyt daleko. Ale teraz widzimy, że Strumień znajduje się w zasadzie w zewnętrznej części dysku Drogi Mlecznej.
To wystarczająco blisko, aby je dostrzec - mówi Elena D'Onghia, profesor astronomii na UW-Madison i opiekunka projektu. Przy obecnych urządzeniach powinniśmy być w stanie znaleźć gwiazdy. To ekscytujące, mówi.
Lucchini, D'Onghia i naukowiec z Space Telescope Science Institute Andrew Fox opublikowali swoje odkrycia w The Astrophysical Journal Letters 8 listopada 2021 r.
Najnowsza praca została oparta zarówno na świeżych danych, jak i na innych założeniach dotyczących historii Obłoków Magellana i Strumienia. W 2020 roku zespół badawczy przewidział, że Strumień jest otoczony przez dużą koronę ciepłego gazu. Włączyli więc tę nową koronę do swoich symulacji, jednocześnie uwzględniając nowy model galaktyk karłowatych, który sugeruje, że mają one stosunkowo krótką historię orbitowania wokół siebie – zaledwie ok. 3 miliardy lat.
Dodanie do problemu korony zmieniło orbitalną historię obłoku – wyjaśnia Lucchini.
W tej nowej rekonstrukcji, gdy galaktyki karłowate były przechwytywane przez Drogę Mleczną, Mały Obłok Magellana orbitował wokół Wielkiego Obłoku Magellana w przeciwnym kierunku niż wcześniej sądzono. Gdy orbitujące galaktyki karłowate odbierały sobie nawzajem gaz, wytworzyły Strumień Magellana.
Orbita o przeciwnym kierunku pchała i ciągnęła strumień w kierunku Ziemi, zamiast rozciągać się dalej w przestrzeń międzygalaktyczną. Najbliższe podejście Strumienia będzie prawdopodobnie zaledwie 20 kiloparseków od Ziemi, czyli około 65 000 lat świetlnych stąd. Same Obłoki znajdują się w odległości od 55 do 60 kiloparseków.
Zmodyfikowana odległość zmienia nasze rozumienie Strumienia. Oznacza to, że nasze szacunki dotyczące wielu właściwości Strumienia, takich jak masa i gęstość, będą musiały zostać zrewidowane – mówi Fox.
Jeżeli Strumień jest tak blisko, to prawdopodobnie ma on tylko ⅕ wcześniej szacowanej masy. Zbliżenie się strumienia oznacza, że gaz ten zacznie łączyć się z Drogą Mleczną za około 50 mln lat, dostarczając świeżego materiału potrzebnego do rozpoczęcia procesu narodzin nowych gwiazd w Galaktyce.
Gwiazdy w samym Strumieniu Magellana wymykały się badaczom przez dziesięciolecia. Jednak nowe badania sugerują, że być może po prostu szukali oni w złym miejscu.
Ten model mówi nam dokładnie, gdzie powinny się znajdować gwiazdy – mówi D'Onghia.
Więcej informacji:
- Magellanic Stream arcing over Milky Way may be five times closer than previously thought
- The Magellanic Stream at 20 kpc: A New Orbital History for the Magellanic Clouds
Źródło: University of Wisconsin-Madison
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Na ilustracji: Widok gazu w Układzie Magellanów tak, jak by to wyglądało na nocnym niebie. Obraz ten, zaczerpnięty bezpośrednio z symulacji numerycznych, został nieco zmodyfikowany dla estetyki. Źródło: COLIN LEGG / SCOTT LUCCHINI
