Przejdź do treści

Droga Mleczna porwała kilka małych galaktyk od swojego sąsiada

img

Zgodnie z przewidywaniami kosmologii, tak jak Księżyc krąży wokół Ziemi a Ziemia wokół Słońca, tak galaktyki krążą wokół siebie.

Na przykład ponad 50 odkrytych galaktyk satelitarnych okrąża naszą własną galaktykę, Drogę Mleczną. Największą z nich jest Wielki Obłok Magellana (LMC), duża galaktyka karłowata, która na nocnym niebie półkuli południowej przypomina słabą chmurę.

Zespół astronomów odkrył, że kilka małych – albo „karłowatych” – galaktyk krążących wokół Drogi Mlecznej zostało prawdopodobnie skradzionych z LMC, w tym kilka skrajnie słabych karłowatych, ale także stosunkowo jasnych i dobrze znanych galaktyk satelitarnych, takich jak Carina i Fornax.

Naukowcy dokonali tego odkrycia wykorzystując nowe dane zgromadzone przez teleskop kosmiczny Gaia na temat ruchu kilku pobliskich galaktyk i porównując to z najnowszymi kosmologicznymi symulacjami hydrodynamicznymi. Zespół wykorzystał pozycje na niebie i przewidywane prędkości materii, takiej jak ciemna materia, towarzyszącej LMC, stwierdzając, że co najmniej dwie skrajnie słabe i dwie klasyczne galaktyki karłowate, Carina i Fornax, były kiedyś satelitami LMC. Naukowcy podają, że dzięki trwającemu procesowi łączenia masywniejsza Droga Mleczna wykorzystała swoje potężne pole grawitacyjne do rozerwania LMC i kradzieży jego satelitów.

„Wyniki te są ważnym potwierdzeniem naszych modeli kosmologicznych, które przewidują, że małe galaktyki karłowate we Wszechświecie powinny być również otoczone populacją mniejszych, słabszych galaktyk towarzyszących. Po raz pierwszy jesteśmy w stanie odwzorować hierarchię formowania się struktury na tak słabe i skrajnie słabe galaktyki karłowate” – powiedziała Laura Sales, adiunkt fizyki i astronomii, która kierowała zespołem badawczym.

Odkrycia te mają ważne implikacje dla całkowitej masy LMC, a także dla powstania Drogi Mlecznej.

„Jeżeli tak wiele karłów pojawiło się wraz z LMC dopiero niedawno, oznacza to, że właściwości populacji satelity Drogi Mlecznej zaledwie 1 mld lat temu były radykalnie różne, co wpłynęło na nasze zrozumienie, w jaki sposób powstają i ewoluują najsłabsze galaktyki” – powiedziała Sales.

Galaktyki karłowate to małe galaktyki, które zawierają od kilku tysięcy do kilku miliardów gwiazd. Naukowcy wykorzystali symulacje komputerowe z projektu Feedback In Realistic Environments, aby pokazać, że LMC i podobne galaktyki są gospodarzami dla wielu małych galaktyk karłowatych, z których wiele nie zawiera wcale gwiazd – tylko ciemną materię, rodzaj materii, który zdaniem naukowców stanowi większość masy Wszechświata.

„Duża liczba małych galaktyk karłowatych wydaje się sugerować, że zawartość ciemnej materii w LMC jest dość duża, co oznacza, że Droga Mleczna przechodzi najbardziej masywne połączenie w swojej historii, z LMC, jej partnerem, przynosząc aż ⅓ masy w halo Drogi Mlecznej – halo niewidzialnej materii otaczającej naszą galaktykę – powiedział Ethan Jahn, pierwszy autor artykułu i doktorant w grupie badawczej Sales.

Jahn wyjaśnił, że liczba maleńkich galaktyk karłowatych w LMC może być wyższa niż wcześniej oszacowali astronomowie i że wiele z tych małych satelitów nie ma gwiazd.

„Małe galaktyki są trudne do zmierzenie i możliwe, że niektóre znane już skrajnie słabe galaktyki karłowate są w rzeczywistości związane z LMC. Możliwe jest również, że odkryjemy skrajnie słabe powiązane z LMC” – powiedział.

Galaktyki karłowate mogą być satelitami większych galaktyk lub mogą być „odizolowane”, istnieć samodzielnie i niezależnie od większych obiektów. Jak wyjaśnił Jahn, LMC był odizolowany ale został przechwycony przez grawitację Drogi Mlecznej i teraz jest jej satelitą. Według niego LMC był gospodarzem siedmiu własnych galaktyk satelitarnych, w tym Małego Obłoku Magellana, zanim zostały one schwytane przez Drogę Mleczną.

Następnie zespół zbada, w jaki sposób galaktyki wielkości LMC tworzą swoje gwiazdy i jaki to ma związek z ilością masy ciemnej materii.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Więcej:
The Milky Way kidnapped several tiny galaxies from its neighbor

Dark and luminous satellites of LMC-mass galaxies in the FIRE simulations

Źródło: University of California