Космичка слагалица Млечног пута: Откривени остаци древне галаксије Локи

Огромни Млечни пут, наш космички дом који се протеже на око 100.000 светлосних година и садржи између 100 и 400 милијарди звезда, није одувек био овај величанствени див. Своју импресивну величину дугује насилној прошлости и процесу познатом као галактички канибализам Є постепеном гутању и асимилацији мањих, патуљастих галаксија током милијарди година.

Сваки такав судар оставио је неизбрисиве ожиљке и трагове у структури наше галаксије. Астрономи, делујући попут космичких археолога, пажљиво претражују небо у потрази за овим древним остацима како би саставили бурну историју формирања Млечног пута.

Најновије откриће, објављено у часопису Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, могло би да дода кључни, до сада непознати део те слагалице.

Како би пронашли комадиће који недостају, астрономи су се усредсредили на звезде сиромашне металима. Ове звезде су од посебног интереса јер су прве звезде у свемиру биле сачињене готово искључиво од најлакших елемената насталих у Великом праску: водоника и хелијума.

Тежи елементи, које астрономи збирно називају „металима", попут гвожђа, угљеника и кисеоника, створени су тек касније у ватреним језгрима масивних звезда.

Када су те звезде умирале у колосалним експлозијама супернова, расуле су ове теже елементе по свемиру, обогаћујући облаке гаса из којих су се рађале нове генерације звезда. Због тога, звезде са веома малим процентом метала су прави космички фосили, сведоци давне прошлости свемира.

Потрага за звездама-духовима

Звезде веома сиромашне металима (ВМП) моћан су алат у потрази за пореклом свемира, објашњава др Кара Батерсби, ванредна професорка физике на Универзитету у Конектикату, која није учествовала у студији.

„ВМП звезде постоје милијардама година и у себи чувају хемијске трагове о условима под којима су се формирале најраније генерације звезда и галаксија", навела је Батерсби. Проучавање њиховог састава и кретања може открити детаље о динамици раног свемира.

Потрага за овим звезданим фосилима углавном се одвијала у звезданом ореолу – огромном, дифузном облаку који окружује светлији диск Млечног пута.

Међутим, галактички диск, густо насељен младим звездама богатим металима и заклоњен густим облацима прашине, дуго је представљао готово непремостив изазов. То је као да покушавате да пронађете древне рушевине у срцу модерне, пренасељене метрополе обавијене смогом.

Главни аутор студије, др Федерико Сестито, постдокторанд на Центру за астрофизичка истраживања Универзитета у Хертфордширу, и његов тим успели су да превазиђу ову препреку. Користећи револуционарне податке са Свемирске опсерваторије Гаја (Gaia) Европске свемирске агенције (ЕСА), који прецизно мапира положај, кретање и састав скоро две милијарде звезда, они су успели да „просеју" галактички диск.

Идентификовали су 20 звезда сиромашних металима на изненађујуће малој удаљености од нас. Њихова старост се тешко може прецизно утврдити, али њихов хемијски састав недвосмислено указује да су старије од 10 милијарди година. Оно што их чини јединственим јесте то што имају готово идентичан хемијски потпис, што указује да су рођене у истом окружењу – унутар исте, сада уништене патуљасте галаксије.

Загонетка Локијеве орбите

Оно што је истраживаче у почетку збунило и инспирисало име „Локи" било је необично и наизглед контрадикторно кретање ових звезда. Једанаест звезда се кретало у истом смеру као и већина звезда у галактичком диску (проградна орбита), док се девет кретало у потпуно супротном смеру (ретроградна орбита).

Ова орбитална загонетка, попут трика нордијског бога преваре, била је кључ за разумевање природе древног судара.

„Ако је сценарио Локи тачан, онда је систем који се спојио са нашом галаксијом могао да распе своје звезде и у проградном и у ретроградном смеру", објаснио је др Сестито.

„То је могуће само ако се спајање догодило док је наш Млечни пут још био 'беба', много мањи и са слабијим гравитационим потенцијалом него данас. Космолошке симулације сугеришу да се то могло догодити најкасније три до четири милијарде година након Великог праска."

У тој раној фази, Млечни пут још није имао доминантну ротацију, па је судар могао да избаци звезде из пристижуће галаксије у различитим правцима.

Др Ханс-Валтер Рикс, директор одељења за галаксије и космологију на Институту Макс Планк за астрономију у Немачкој, који није био укључен у истраживање, истакао је да је најимпресивнији део студије „како су користили детаљно хемијско обиље елемената као отисак прста да идентификују заједничко порекло ових звезда у сада раскомаданој сателитској галаксији, иако се неке звезде крећу у једном, а неке у другом смеру."

Историја галактичког канибализма

Ово откриће се савршено уклапа у ширу слику галактичке археологије, области која проучава прошлост наше галаксије анализом звезданих популација. Млечни пут је растао кроз „галактички канибализам", а остаци тих космичких оброка су свуда око нас.

Један од најзначајнијих познатих догађаја био је судар са галаксијом Гаја – Кобасица – Енкелад (Gaia-Sausage-Enceladus (GSE)), који се одиграо пре осам до десет милијарди година и верује се да је обликовао унутрашњи ореол Млечног пута. Поред тога, дубоко у центру наше галаксије крију се и остаци древне галаксије Херакло.

Откриће Локија указује да се догодио још један велики судар, потенцијално на скали оног са Гаја – Кобасица – Енкелад, али су његови докази до сада били вешто скривени у „гужви" и сјају галактичког диска.

„Ако је ово стварно, то би значило да нам недостаје један велики део историје формирања Млечног пута и да бисмо можда морали да преиспитамо нашу тренутну слику како бисмо видели утицај таквог догађаја", рекао је др Александер Џи, доцент на одсеку за астрономију и астрофизику Универзитета у Чикагу.

Иако Џи, као и многи научници, задржава дозу здравог скептицизма и напомиње да се оваква открића понекад испоставе као делови већ познатих система, он додаје да је студија представила узбудљиву и интригантну нову могућност.

Ово откриће отвара врата за даља истраживања и показује да, иако смо много научили о нашем космичком дому, многе његове тајне још увек чекају да буду откривене, скривене дубоко у срцу Млечног пута.