Ο Γαλαξίας μας είναι ένας πολύ απέραντος και πολυπληθέστερος χώρος. Συνολικά, τα αστέρια του κυμαίνονται μεταξύ 100 και 400 δισεκατομμυρίων, με ορισμένες εκτιμήσεις να λένε ότι μπορεί να έχει έως και 1 τρισεκατομμύριο. Αλλά από πού προέρχονται όλα αυτά τα αστέρια; Λοιπόν, όπως αποδεικνύεται, εκτός από το ότι σχηματίζει πολλούς από τους δικούς του και συγχωνεύεται με άλλους γαλαξίες, ο Γαλαξίας μας μπορεί να έχει κλέψει μερικά από τα αστέρια του από άλλους γαλαξίες.
Αυτό είναι το επιχείρημα που έθεσαν δύο αστρονόμοι από το Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. Σύμφωνα με τη μελέτη τους, η οποία έγινε αποδεκτή για δημοσίευση στο Η Αστροφυσική Εφημερίδα, ισχυρίζονται ότι περίπου τα μισά από τα αστέρια που βρίσκονται σε τροχιά στην ακραία εξωτερική άκρη του Γαλαξία κλέβονται στην πραγματικότητα από τον κοντινό γαλαξία Νάνος Τοξότη.
Κάποια στιγμή, ο Ελλειπτικός Γαλαξίας Νάνος Τοξότη θεωρήθηκε ότι ήταν ο κοντινότερος γαλαξίας με τον δικό μας (μια θέση που κατέχει τώρα ο γαλαξίας των νάνων Canis Major). Ως ένας από τους δώδεκα γαλαξίες νάνων που περιβάλλουν τον Γαλαξία μας, έχει περιστρέψει τον γαλαξία μας πολλές φορές στο παρελθόν. Με κάθε τροχιά που περνά, υπόκειται στην ισχυρή βαρύτητα του γαλαξία μας, η οποία έχει ως αποτέλεσμα να τον χωρίζει.
Τα μακροπρόθεσμα φαινόμενα αυτού μπορούν να φανούν κοιτάζοντας τα πιο μακριά άστρα στον γαλαξία μας, τα οποία αποτελούνται από τα έντεκα αστέρια που βρίσκονται σε απόσταση περίπου 300.000 ετών φωτός από τη Γη (πολύ πέρα από τον σπειροειδή δίσκο του Γαλαξία). Σύμφωνα με τη μελέτη που εκπόνησε ο Marion Dierickx, μεταπτυχιακός φοιτητής στο Τμήμα Αστρονομίας του Πανεπιστημίου του Χάρβαρντ, τα μισά από αυτά τα αστέρια λήφθηκαν από τον γαλαξία του νάνου Τοξότη στο παρελθόν.
Ο καθηγητής Avi Loeb, ο Frank B. Baird, νεώτερος καθηγητής Επιστημών στο Χάρβαρντ και ο σύμβουλος διδάκτορας Marion Dierickx, συνέγραψαν τη μελέτη - με τίτλο «Προβλεπόμενη επέκταση της ροής του Τοξότη στο γαλαξία Virial Radius». Όπως είπε στο Space Magazine μέσω email:
«Βλέπουμε στοιχεία για ρεύματα αστεριών που συνδέονται με τον πυρήνα του γαλαξία και υποδεικνύουν ότι αυτός ο νάνος γαλαξίας πέρασε πολλές φορές γύρω από το κέντρο του Γαλαξία μας και διαλύθηκε από το παλιρροιακό βαρυτικό πεδίο του Γαλαξία. Είμαστε όλοι εξοικειωμένοι με την παλίρροια στον ωκεανό που προκαλείται από τη βαρυτική έλξη του φεγγαριού, αλλά αν το φεγγάρι ήταν ένα πολύ πιο ογκώδες αντικείμενο - θα είχε τραβήξει τους ωκεανούς εκτός από τη Γη και θα βλέπαμε μια ροή ατμού απλωμένη από τη Γη. "
Για χάρη της μελέτης τους, οι Dierickx και Loeb έτρεξαν μοντέλα υπολογιστών για να προσομοιώσουν τις κινήσεις του νάνου Τοξότη τα τελευταία 8 δισεκατομμύρια χρόνια. Αυτές οι προσομοιώσεις αναπαράγουν τα ρεύματα των αστεριών που εκτείνονται μακριά από τον Νάνο γαλαξία του Τοξότη στο κέντρο του γαλαξία μας. Επίσης, διέφεραν την ταχύτητα και τη γωνία προσέγγισης του Τοξότη για να δουν αν οι ανταλλαγές που προέκυψαν θα ταιριάζουν με τις τρέχουσες παρατηρήσεις.
«Προσπαθήσαμε να αντιστοιχίσουμε τα δεδομένα απόστασης και ταχύτητας για τον πυρήνα του γαλαξία Sagitarrius και στη συνέχεια συγκρίναμε την προκύπτουσα πρόβλεψη για τη θέση και την ταχύτητα των ρευμάτων των αστεριών», δήλωσε ο Loeb. «Τα αποτελέσματα ήταν πολύ ενθαρρυντικά για κάποιο συγκεκριμένο σύνολο αρχικών συνθηκών σχετικά με την έναρξη του ταξιδιού του Γαλαξία του Τοξότη όταν το σύμπαν ήταν περίπου το ήμισυ της σημερινής του εποχής».
Αυτό που βρήκαν ήταν ότι με την πάροδο του χρόνου, ο νάνος Τοξότης έχασε περίπου το ένα τρίτο των αστεριών του και τα εννέα δέκατα της σκοτεινής του ύλης από τον Γαλαξία μας. Το τελικό αποτέλεσμα ήταν η δημιουργία τριών ξεχωριστών ρευμάτων αστεριών που φτάνουν ένα εκατομμύριο έτη φωτός από το γαλαξιακό κέντρο μέχρι την άκρη του φωτοστέφανου του Γαλαξία. Είναι αρκετά ενδιαφέρον, μια από αυτές τις ροές έχει προβλεφθεί από προσομοιώσεις που διεξήχθησαν από έργα όπως το Sloan Digital Survey.
Οι προσομοιώσεις έδειξαν επίσης ότι πέντε από τα αστέρια του Τοξότη θα γίνονταν μέρος του Γαλαξία μας. Επιπλέον, οι θέσεις και οι ταχύτητες αυτών των αστεριών συνέπεσαν με πέντε από τα πιο μακρινά αστέρια στον γαλαξία μας. Οι άλλοι έξι δεν φαίνεται να προέρχονται από το νάνο του Τοξότη και μπορεί να είναι το αποτέλεσμα βαρυτικών αλληλεπιδράσεων με έναν άλλο γαλαξία νάνου στο παρελθόν.
«Η δυναμική των αστεριών στα εκτεταμένα χέρια που προβλέπουμε (η οποία είναι η μεγαλύτερη γαλαξιακή δομή στον ουρανό που έχει προβλεφθεί ποτέ) μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μέτρηση της μάζας και της δομής του Γαλαξία», δήλωσε ο Loeb. «Ο εξωτερικός φάκελος του Γαλαξία δεν διερευνήθηκε ποτέ άμεσα, επειδή δεν ήταν γνωστό ότι κανένα άλλο ρεύμα επεκτείνεται τόσο μακριά».
Δεδομένου του τρόπου με τον οποίο οι προσομοιώσεις ταιριάζουν με τις τρέχουσες παρατηρήσεις, ο Dierickx είναι πεπεισμένος ότι υπάρχουν περισσότεροι παρεμβολείς νάνος Τοξότης εκεί έξω, περιμένοντας να βρεθούν. Για παράδειγμα, μελλοντικά όργανα - όπως το Large Synoptic Survey Telescope (LSST), το οποίο αναμένεται να ξεκινήσει εργασίες πλήρους έρευνας έως το 2022 - μπορεί να είναι σε θέση να εντοπίσουν τις δύο υπόλοιπες ροές αστεριών που είχαν προβλεφθεί από την έρευνα.
Λαμβάνοντας υπόψη τις χρονικές κλίμακες και τις σχετικές αποστάσεις, είναι μάλλον δύσκολο να διερευνήσουμε τον γαλαξία μας (και κατ 'επέκταση, το Σύμπαν) για να δούμε ακριβώς πώς εξελίχθηκε με την πάροδο του χρόνου. Ωστόσο, η σύζευξη δεδομένων παρατήρησης με μοντέλα υπολογιστών έχει αποδειχθεί ότι δοκιμάζει τις καλύτερες θεωρίες μας για το πώς έγιναν τα πράγματα. Στο μέλλον, χάρη στα βελτιωμένα μέσα και τις πιο λεπτομερείς έρευνες, ίσως να γνωρίζουμε σίγουρα!
Και βεβαιωθείτε ότι έχετε δει αυτήν την κινούμενη εικόνα της προσομοίωσης υπολογιστή, η οποία δείχνει τις επιπτώσεις στη βαρύτητα του Γαλαξία στα αστέρια και τη σκοτεινή ύλη του νάνου γαλαξία του Τοξότη.
