Астрономы знают, что галактики растут со временем, сливаясь с другими галактиками. Мы можем наблюдать это в нашей собственной галактике. Млечный Путь медленно поглощает Большое и Малое Магеллановы Облака и карликовую галактику Стрелец.
Впервые астрономы обнаружили доказательства того, что звезды мигрировали в другую галактику в ходе древней массовой миграции. В Андромеде (М31), нашем ближайшем соседе, слившемся с нашей галактикой около двух миллиардов лет назад, обнаружено более 7000 звезд.
Рост и эволюция галактик - одна из самых горячих тем в астрономии, и это одна из причин, почему космический телескоп «Джеймс Уэбб» в последнее время привлекает так много внимания. Одна из главных научных целей JWST - заглянуть в прошлое самых ранних галактик во Вселенной, чтобы увидеть, как они росли и эволюционировали до своего нынешнего состояния. Но это не единственный телескоп, который может пролить свет на этот вопрос.
— Такие галактики, как M31 и наш собственный Млечный Путь, были построены из строительных блоков множества более мелких галактик на протяжении всей космической истории, — Арджун Дей, NOIRLab
Новые наблюдения Андромеды и ее внутренней звездной миграции были сделаны с помощью прибора для спектроскопии темной энергии (DESI). Он был построен для измерения влияния темной энергии на расширение Вселенной. Это делается путем сбора оптических спектров десятков миллионов объектов, в основном галактик и квазаров, а затем построения трехмерной карты на основе полученных результатов.
DESI похож на более известный космический аппарат Gaia. Амбициозная цель Gaia - составить точную карту положения и движения миллиардов звезд в Млечном Пути. Данные Gaia позволили сделать множество открытий о нашей собственной галактике. Но это ограничено картированием звезд Млечного Пути.
Благодаря DESI астрономы впервые получили хотя бы частичную карту звезд Андромеды. Эта карта, включающая движения почти 7500 звезд во внутреннем гало галактики Андромеды, раскрывает их историю.
Эти результаты представлены в новой работе под названием "Наблюдения DESI за галактикой Андромеды: разгадка истории иммиграции нашего ближайшего соседа". Статья опубликована в журнале The Astrophysical Journal, а ее ведущим автором является Арджун Дей, астроном из лаборатории NOIRLab Национального научного фонда, который отвечает за DESI.
DESI показывает, что около двух миллиардов лет назад другая галактика слилась с Андромедой. Позиции и движения около 7500 звезд, измеренные DESI, показывают, что они прибыли из другой галактики. Теория гласила, что именно поэтому Андромеда и другие галактики стали такими массивными, но сейчас появляются все более убедительные доказательства.
— Новые наблюдения за ближайшим крупным галактическим соседом Млечного Пути, галактикой Андромеды, показывают тонкие свидетельства галактической иммиграции, — объяснил Дей, ведущий автор исследования. — Хотя ночное небо может показаться неизменным, Вселенная — это динамичное место. Такие галактики, как М31 и наш собственный Млечный Путь, были построены из строительных блоков множества более мелких галактик на протяжении всей космической истории.
В Млечном Пути подобные слияния происходили между 8 и 10 миллиардами лет назад. Большинство звезд гало в нашей галактике возникли в другой галактике и присоединились к Млечному Пути в результате древнего слияния. Астрономы могут узнать больше о древней истории Млечного Пути, наблюдая вблизи за подобным, более недавним событием слияния в Андромеде.
— Мы никогда не видели этого так четко в движении звезд, и мы никогда не видели структур, возникающих в результате слияния, как эта, — сказал Сергей Копосов, астрофизик из Эдинбургского университета и соавтор исследования. — Наша новая фотография показывает, что история галактики Андромеды похожа на историю нашей собственной галактики, Млечного Пути. Во внутренних гало обеих галактик доминирует одно событие иммиграции.
Впервые мы получаем представление о структурах, образовавшихся в результате слияния. «Ожидаемые наблюдательные признаки галактической миграции включают потоки обломков, оболочки, кольца и струи - ожидаемые результаты термоядерных взаимодействий между крупными галактиками и их спутниками», — пишут авторы в своей статье.
— Мы находим четкие кинематические доказательства существования оболочечных структур в Гигантском звездном потоке, на северо-восточном и западном полюсах, — говорится в статье. — Кинематика удивительно похожа на предсказания динамических моделей, построенных для объяснения пространственной морфологии внутреннего гало. Результаты согласуются с интерпретацией того, что большая часть субструктуры во внутреннем гало M31 была создана в результате одного события галактической иммиграции 1-2 миллиарда лет назад.
Хотя положение и скорость 7500 звезд играют важную роль в этих результатах, металличность звезд также играет важную роль. Исследовательская группа обнаружила звезды с высокой металличностью во всех субструктурах, образовавшихся в результате слияния. «Мы находим значительное количество богатых металлами звезд во всех обнаруженных субструктурах, что говорит о том, что галактика-прародительница (или галактики) имеет долгую историю звездообразования, вероятно, являясь представителем другой, более массивной галактики», — поясняют авторы в своем заключении.
Исследование подчеркивает сходство между Андромедой и Млечным Путем, подтверждая теоретическую идею о том, что слияния играют ключевую роль в галактической эволюции и росте. «М31 удивительно похожа на Млечный Путь тем, что во внутренних гало обеих галактик преобладают звезды, образовавшиеся во время одного события аккреции», — говорится в статье. «Действительно, недавнее исследование кинематики звезд в близком Млечном Пути сообщает о клиновидных кинематических субструктурах, похожих на описанные здесь».
Возможности DESI в полной мере продемонстрированы в этом исследовании. Результаты получены благодаря способности DESI собирать спектры 5 000 объектов одновременно. Этот сложный прибор является самым мощным в мире многообъектным спектрографом, способным изменять конфигурацию 5 000 отдельных фокальных плоскостей всего за две минуты во время перемещения между объектами.
Прибор предназначен для измерения спектров более 40 миллиардов удаленных галактик и квазаров, чтобы составить карту крупномасштабной структуры Вселенной и того, как темная энергия подпитывает расширение. Попутно он покажет, как галактики сливаются во времени.
— Эта наука не может быть выполнена ни в одном другом учреждении в мире. Поразительная эффективность, пропускная способность и поле зрения DESI делают его лучшей в мире системой для проведения звездных исследований галактики Андромеды, — сказал Дей. — Всего за несколько часов наблюдений DESI смог превзойти результаты более чем десятилетней спектроскопии на гораздо более крупных телескопах.
— Удивительно смотреть на небо и читать миллиарды лет истории другой галактики в движении звезд - каждая звезда рассказывает часть истории, — говорит соавтор NOIRLab Джоан Р. Наджита. — Наши первые наблюдения превзошли наши самые смелые ожидания, и теперь мы надеемся использовать DESI для изучения всего гало М31. Кто знает, какие новые открытия нас ждут!
Подписывайтесь на «Гродно 24» в Дзен Новости и на наш канал в Дзен