Senovinis susidūrimas stipriai pasvėrė Paukščių Tako diską

Įsivaizduokite Paukščių Taką palaipsniui atliekantį kosminę piruetę, tokią lėtą, kad žmogaus gyvenime jos beveik nepastebėtumėte, bet pakankamai dramatišką, kad pertvarkytų Galaktikos atmintį. Toks vaizdas kyla iš naujų simuliacijų: senas susidūrimas su nykštukine galaktika, pravarde Gaia-Enceladus-Sausage, galėjo pasukti mūsų galaktikos diską daugiau nei 90 laipsnių.

Iš pirmo žvilgsnio mūsų galaktika atrodo įprastai: juostinė spiralė su tankiu centriniu kaupu, plačiais spiralės žiedais įsiterpusiais į ploną žvaigždžių diską ir retu, apvaliu žvaigždžių halu. Viską supa milžiniškas tamsiosios materijos halas, kuris dominuoja Paukščių Tako masėje. Vis dėlto žvaigždžių halas elgiasi keistai. Remdamiesi tiksliomis judėjimo trajektorijomis iš ESA observatorijos Gaia, astronomai pastebėjo, kad halas suka daug lėčiau nei tikėtasi. Kodėl halas tiek atsilieka?

Tam atsakyti Kirilo Batrakovo vadovaujama komanda Dėrhamo universitete vykdė išsamius kosmologinius modeliavimus. Jie norėjo sužinoti, kokios istorijos sukuria lėtai besisukančius žvaigždžių halus tokiose galaktikose kaip mūsų. Simuliacijos nurodė įspėjančią galimybę: tiesinis susijungimas, sukėlęs galaktikos disko pasisukimą, palikęs halą su sumažintu bendru kampiniu momentu.

Įtariamasis yra gerai žinomas Gaia-Enceladus-Sausage susijungimas, senovinis smūgis, kurio metu nykštukinė galaktika įsirėžė į Paukščių Taką. To įvykio nuolaužos Gaia duomenyse pasireiškia kaip dešros formos žvaigždžių išsidėstymas, todėl kilo įsimintina pravardė. Batrakovas IFLScience sakė, kad lėtą halą lemia du veiksniai: Gaia-Enceladus-Sausage tipo struktūrų buvimas ir reikšmingas disko persiorientavimas susijungimo metu.

Skaičiai suteikia istorijai konkretumo. Simuliacijos atkartoja žvaigždžių halą, kurio žvaigždės suka maždaug 25 km/s greičiu. Tai skamba greitai, kol nepalyginame su Saulės orbito greičiu aplink Galaktikos centrą, apie 220 km/s. Dar įdomiau: be disko posvyrio modeliuose halas vidutiniškai suktųsi arčiau 50-60 km/s. Susidūrimas, rodo modeliai, atėmė dešimtis kilometrų per sekundę iš halo kampinio momento.

Tyrėjų grupė priėjo prie šių išvadų stebėdama 25 Paukščių Tako analogų evoliuciją Auriga kosmologinių simuliacijų rinkinyje. Bendras bruožas lėto halo atveju buvo ankstyvame galaktikos gyvenime įvykęs didelis, pasviręs sąveikos epizodas.

Laikas svarbu. Šis dramatiškas persiorientavimas tikriausiai įvyko maždaug prieš 10 milijardų metų, gerokai prieš Saulės ir planetų susiformavimą. Ir tai nebuvo akimirksniu įvykęs smūgis ar katastrofa Holivudo prasme. Šie galaktikų šokiai tęsiasi šimtus milijonų ar net daugiau nei milijardą metų. Pilnas disko pasisukimas dėl tokio susidūrimo gali trukti maždaug nuo 150 milijonų iki daugiau nei milijardo metų, lėtai keisdamas disko orientaciją ir leisdamas halui atsilikti.

Pasekmės taip pat padeda paaiškinti vėlesnes savybes. Pavyzdžiui, Paukščių Tako centrinė juosta galėjo susiformuoti tik maždaug prieš 5 milijardus metų, daug vėliau po susijungimo, kas rodo, kad mūsų Galaktika ilgai po to tęsė savo formavimąsi ir persitvarkymą.

Vienas intriguojantis tyrimo atgarsis yra akivaizdus ryšys tarp žvaigždžių halo ir tamsiosios materijos halo. Rezultatai rodo, kad šie du komponentai greičiausiai vystėsi kartu pasikartojančių susijungimų įtakoje, reiškiant, kad tamsiosios materijos halas taip pat neša subtilų dinaminių praeities susidūrimų atminimą kartu su matomomis žvaigždėmis.

Šis susidūrimas galėjo pasukti Paukščių Tako diską daugiau nei 90 laipsnių ir palikti žvaigždžių halą neįprastai lėtą.

Jei tai tiesa, Paukščių Takas vis dar neša pasvirimo pėdsakus po seniai įvykusio svečio, seno ir lėto susidūrimo aidus, kuriuos Gaia ir būsimieji stebėjimai tik pradeda atskleisti.