Για αρκετό καιρό, οι αστρονόμοι γνωρίζουν ότι οι συγκρούσεις ή οι συγχωνεύσεις μεταξύ γαλαξιών αποτελούν αναπόσπαστο μέρος της κοσμικής εξέλιξης. Εκτός από την αύξηση των γαλαξιών, αυτές οι συγχωνεύσεις προκαλούν επίσης νέους γύρους σχηματισμού αστεριών καθώς εγχέεται φρέσκο αέριο και σκόνη στον γαλαξία. Στο μέλλον, οι αστρονόμοι εκτιμούν ότι ο Γαλαξίας Γαλαξίας θα συγχωνευθεί με τον Γαλαξία Andromeda, καθώς και τα Μικρά και Μεγάλα Μαγγελάνικα Σύννεφα στο μεταξύ.
Σύμφωνα με νέα αποτελέσματα που ελήφθησαν από ερευνητές στο Κέντρο Υπολογιστικής Αστροφυσικής του Ινστιτούτου Flatiron (CCA) στην πόλη της Νέας Υόρκης, τα αποτελέσματα της ενδεχόμενης συγχώνευσης μας με τα Magellanic Clouds είναι ήδη αισθητά. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα που παρουσιάστηκαν στην 235η συνάντηση της Αμερικανικής Αστρονομικής Εταιρείας αυτήν την εβδομάδα, τα αστέρια που σχηματίζονται στα περίχωρα του γαλαξία μας θα μπορούσαν να είναι το αποτέλεσμα αυτών των νάνων γαλαξιών που συγχωνεύονται με τους δικούς μας.
Κατά τη διάρκεια της παρουσίασης, η οποία πραγματοποιήθηκε την Τετάρτη (8 Ιανουαρίου) στη Χονολουλού, η ερευνητική ομάδα εξήγησε πώς τα δεδομένα από την ESA Γαία το παρατηρητήριο αποκάλυψε την ύπαρξη ενός νεαρού αστρικού σμήνους στα περίχωρα του φωτοστέφανου του Γαλαξία. Αυτό το σύμπλεγμα έχει οριστεί ως Price-Whelan 1 προς τιμήν του αρχηγού της ομάδας Adrian M. Price-Whelan (ερευνητής με την CCA).
Ακόμη πιο εκπληκτικό ήταν το γεγονός ότι τα φάσματα που ελήφθησαν από το σύμπλεγμα έδειξαν ότι πιθανότατα σχηματίστηκαν από τη ροή του αερίου που προέρχεται από έναν από τους βραχίονες του Μεγάλου Μαγγελάνου Νέφους. Η ανακάλυψη υποδηλώνει ότι αυτή η ροή αερίου που εκτείνεται από τους γαλαξίες, γνωστή ως Leading Arm II, είναι πολύ πιο κοντά στον Γαλαξία από ό, τι πιστεύαμε προηγουμένως (και επίσης πιο κοντά στην σύγκρουση με αυτόν).
Για να είμαστε σίγουροι, ο εντοπισμός συστάδων αστεριών στον γαλαξία μας είναι δύσκολος, καθώς τα αστέρια μπορεί να φαίνεται να συσσωρεύονται στον ουρανό, αλλά χωρίζονται από τεράστιες αποστάσεις στην πραγματικότητα. Επιπλέον, τα αστέρια μπορεί να φανούν κοντά σε ένα άλλο σημείο, αλλά στη συνέχεια κινούνται σε διαφορετικές κατευθύνσεις. Ο προσδιορισμός των αστεριών που συγκεντρώνονται μαζί απαιτεί ακριβείς μετρήσεις των θέσεων των αστεριών με την πάροδο του χρόνου (γνωστός και ως αστρομετρία).
Αυτός είναι ο σκοπός του Γαία αποστολή, η οποία συλλέγει δεδομένα σχετικά με τις θέσεις, τις αποστάσεις και τις κατάλληλες κινήσεις περίπου 1,7 δισεκατομμυρίων ουράνιων αντικειμένων από το 2013. Χρησιμοποιώντας το τελευταίο σύνολο δεδομένων που θα κυκλοφορήσει από την αποστολή, ο Price-Whelan και οι συνεργάτες του έψαξαν για αποδεικτικά στοιχεία για πολύ μπλε νεαρά αστέρια που είχαν μαζί τους μάζες. Αφού ταυτοποίησαν πολλά, τα διασταυρώθηκαν για να εξαλείψουν γνωστές συστάδες.
Στο τέλος, μόνο ένα παρέμεινε: ένα σχετικά νεαρό αστέρι συστάδων ηλικίας περίπου 117 εκατομμυρίων ετών και βρίσκεται στα άκρα του Γαλαξία μας. Όπως εξήγησε ο Price-Whelan:
«Πρόκειται για ένα αστείο σύμπλεγμα αστεριών - λιγότερο από μερικές χιλιάδες συνολικά - αλλά έχει μεγάλες επιπτώσεις πέρα από την περιοχή του Γαλαξία μας… Είναι πραγματικά πολύ μακριά. Είναι μακρύτερα από κάθε γνωστό νεαρό αστέρι στον Γαλαξία, που είναι συνήθως στο δίσκο. Λοιπόν, ήμουν σαν, «Ιερά καπνά, τι είναι αυτό;» »
Η θέση του σμήνους το τοποθετεί στο «φωτοστέφανο» του Γαλαξία, την εξωτερική περιοχή του γαλαξία μας που βρίσκεται πέρα από τους σπειροειδείς βραχίονες. Ενώ περιέχει την πλειονότητα της μάζας του γαλαξία μας, είναι επίσης πολύ πιο σκοτεινό από τα σπειροειδή χέρια όπου βρίσκονται τα περισσότερα αστέρια του Γαλαξία. Στην περιοχή αυτή βρίσκεται επίσης ένας ποταμός αερίου γνωστός ως «Magellanic Stream», ο οποίος σχηματίζει την άκρη του SMC και του LMC και φτάνει προς τον Γαλαξία.
Αυτό το ρεύμα είναι φτωχό σε μέταλλο, σε αντίθεση με σύννεφα αερίου που βρίσκονται στις εξωτερικές περιοχές του Γαλαξία μας. Αυτό επέτρεψε στον Ντέιβιντ Νιντέβερ, επίκουρο καθηγητή στο κρατικό πανεπιστήμιο της Μοντάνα και συν-συγγραφέας της μελέτης, να διαπιστώσει ότι το νέο αστρικό σμήνος ήταν εξωγαλακτικό. Πραγματοποιώντας μια ανάλυση του μεταλλικού περιεχομένου των 27 λαμπρότερων αστεριών στο σύμπλεγμα, διαπίστωσε ότι η μεταλλικότητά τους ήταν παρόμοια με αυτή του Magellanic Stream.
Με βάση αυτά τα ευρήματα, η ομάδα κατέληξε στο συμπέρασμα ότι το σύμπλεγμα σχηματίστηκε ως αέριο από το Magellanic Stream που διέρχεται από το φωτοστέφανο του Γαλαξία. Σε συνδυασμό με τη βαρυτική έλξη του γαλαξία μας, περνώντας μέσα από το φωτοστέφανο δημιούργησε μια δύναμη έλξης που συμπίεσε το αέριο στο σημείο που κατέρρευσε για να σχηματίσει νέα αστέρια. Με την πάροδο του χρόνου, τα αστέρια προχώρησαν μπροστά από το ρεύμα αερίου και ένωσαν τον εξωτερικό Γαλαξία μας.
Η μελέτη αυτού του σμήνους θα μπορούσε να έχει σημαντικές επιπτώσεις στην κατανόηση της εξέλιξης του γαλαξία μας. Για παράδειγμα, οι αστρονόμοι δεν μπόρεσαν να περιορίσουν αποτελεσματικά την απόσταση μεταξύ του Μαγγελάνου και του γαλαξία μας μέχρι τώρα. Αλλά χάρη στην ανακάλυψη αυτού του νέου αστεριού, ο Price-Whelan και οι συνάδελφοί του προβλέπουν ότι η άκρη του Magellanic Stream απέχει 90.000 έτη φωτός από τον Γαλαξία μας.
Αυτή είναι περίπου η μισή απόσταση που είχε προβλεφθεί προηγουμένως. Επιπλέον, η ανακάλυψη συστάδων στα περίχωρα του Γαλαξία θα μπορούσε επίσης να αποκαλύψει εάν τα Μαγγελάνικα Σύννεφα συγκρούστηκαν με τον γαλαξία μας στο παρελθόν. Αυτή είναι η φαινομενική τάση όσον αφορά τις συγχωνεύσεις: τα δύο ουράνια αντικείμενα δεν συγκρούονται μπροστά, αλλά ταλαντεύονται μεταξύ τους και ανταλλάσσουν υλικό, τελικά συνενώνονται για να σχηματίσουν ένα μόνο αντικείμενο.
Όπως ανέφερε ο Nidever, τα ευρήματα της ομάδας οδηγούν επίσης τους αστρονόμους να βελτιώσουν τις θεωρίες τους σχετικά με το πότε το Μεγάλο Μαγγελάνικο Σύννεφο θα συγχωνευθεί με τον γαλαξία μας:
«Αν το Magellanic Stream είναι πιο κοντά, ειδικά ο κορυφαίος βραχίονας που βρίσκεται πιο κοντά στον γαλαξία μας, τότε είναι πιθανό να ενσωματωθεί στον Γαλαξία μας νωρίτερα από ό, τι προβλέπει το τρέχον μοντέλο. Τελικά, αυτό το αέριο θα μετατραπεί σε νέα αστέρια στο δίσκο του Γαλαξία. Αυτή τη στιγμή, ο γαλαξίας μας καταναλώνει αέριο γρηγορότερα από ό, τι αναπληρώνεται. Αυτό το επιπλέον αέριο που μπαίνει θα μας βοηθήσει να αναπληρώσουμε αυτήν τη δεξαμενή και να διασφαλίσουμε ότι ο γαλαξίας μας θα συνεχίσει να ευδοκιμεί και να σχηματίζει νέα αστέρια. "
Αυτή η μελέτη είναι η τελευταία σε μια σειρά που κατέστη δυνατή από το Γαία αποστολή, οι οποίες προωθούν συλλογικά την κατανόησή μας για το πώς εξελίχθηκε ο γαλαξίας μας και θα συνεχίσει να το κάνει στο μέλλον. Αρχικά σχεδιάστηκε να ολοκληρωθεί έως το 2018, το Γαία Η αποστολή έχει παραταθεί και θα παραμείνει σε λειτουργία έως το 2022 (χωρίς περαιτέρω επεκτάσεις).
Η επόμενη έκδοση του Γαία Τα δεδομένα αρχείων (EDR3) θα πραγματοποιηθούν σε δύο μέρη, με το πρώτο να κυκλοφορεί το τρίτο τρίμηνο του 2020 και το δεύτερο κατά το τελευταίο εξάμηνο του 2021. Η ανακάλυψη του Price-Whelan 1 και η επακόλουθη φασματοσκοπική ανάλυση των αστεριών της ομάδας ήταν και το θέμα των εφημερίδων που δημοσιεύθηκαν το Η Αστροφυσική Εφημερίδα στις 5 και 16 Δεκεμβρίου, αντίστοιχα.
