Calea Lactee poate să fi crescut mai repede decât bănuiau astronomii

Calea Lactee așa cum o cunoaștem astăzi a fost modelată de o coliziune cu o galaxie pitică în urmă cu aproximativ 10 miliarde de ani. Dar cea mai mare parte a galaxiei moderne era deja în vigoare chiar și la acea dată timpurie, arată o nouă cercetare.

Vârstele stelelor lăsate în urmă de intrusul galactic sunt puțin mai tinere sau la egalitate cu stelele de pe discul principal al Căii Lactee, au raportat cercetătorii pe 17 mai în Astronomia naturii. Și asta ar putea însemna că Calea Lactee a crescut mai repede decât se așteptau astronomii, spune autorul studiului Ted Mackereth, astrofizician la Universitatea din Toronto.

„Calea Lactee se construise deja mult înainte să se întâmple această mare fuziune”, spune el.

Istoria galaxiei noastre este una de cuceriri violente. Ca și alte galaxii spirale gigantice din univers, Calea Lactee și-a construit probabil volumul ciocnindu-se și fuzionand cu galaxii mai mici în timp. Stelele din galaxiile nefericite devorate s-au amestecat în Calea Lactee ca smântâna în cafea, făcând dificil să ne dăm seama cum erau galaxiile înainte de a se fuziona.

În 2018, astronomii și-au dat seama că ar putea identifica stele din ultima fuziune majoră folosind hărți detaliate ale mai multor milioane de stele de la sonda spațială Gaia a Agenției Spațiale Europene (SN: 5/9/18). Fluxuri de stele orbitează în jurul centrului galactic într-un unghi față de discul principal de stele. Mișcările și chimia acestor stele sugerează că ele au aparținut cândva unei galaxii separate care s-a cufundat în Calea Lactee cu aproximativ 10 miliarde de ani în urmă (SN: 11.1.2018).

„Acele stele au rămas acolo ca niște rămășițe fosile ale galaxiei”, spune Mackereth.

Două grupuri au descoperit dovezi ale galaxiei antice aproximativ în același timp. Una numită galaxia Gaia-Enceladus; celălalt grup l-a numit Cârnatul. Numele care a rămas a fost Gaia-Enceladus/Sausage.

Mackereth și colegii săi s-au întrebat dacă își pot da seama cât de bine dezvoltată era Calea Lactee atunci când Gaia-Enceladus/Sausage s-a prăbușit. Dacă cele mai vechi stele din discul Căii Lactee s-au format după această fuziune, atunci probabil că s-au format ca urmare a acestei fuziuni. coliziune, sugerând că Gaia-Enceladus/Sausage a întâlnit o proto-Calea Lactee care mai avea multe de făcut. Pe de altă parte, dacă cele mai vechi stele au aproximativ aceeași vârstă sau mai în vârstă decât stelele din intrusul galactic, atunci galaxia noastră era probabil destul de bine dezvoltată în momentul confruntării.

Cercetătorii anteriori făcuseră estimări. Dar Mackereth și colegii săi au folosit un instrument precis numit asteroseismologie pentru a afla vârstele stelelor individuale atât din Calea Lactee, cât și din Gaia-Enceladus/Sausage (SN: 8/2/19). La fel cum seismologii de pe Pământ folosesc cutremure pentru a sonda interiorul planetei noastre, asterosismologii folosesc variațiile de luminozitate cauzate de cutremure stelare și alte oscilații pentru a sonda interiorul stelelor.

„Asteroseismologia este singura modalitate prin care avem de a accesa partea internă a stelelor”, spune fizicianul și coautorul studiului Josefina Montalbán de la Universitatea din Birmingham din Anglia. Din informații despre structurile interioare ale stelei, cercetătorii pot deduce vârstele stelelor.

Echipa a selectat aproximativ 95 de stele care au fost observate de telescopul spațial Kepler de vânătoare de exoplanete al NASA, care și-a încheiat misiunea în 2018 (SN: 30/10/18). Șase dintre acele stele erau de la Gaia-Enceladus/Sausage, iar restul erau de pe discul gros al Căii Lactee. Măsurând modul în care luminozitatea acelor stele a fluturat în timp, Mackereth și colegii au dedus vârstele cu o precizie de aproximativ 11%.

Stelele Gaia-Enceladus/Sausage sunt puțin mai tinere decât stelele din Calea Lactee, dar toate aveau aproape 10 miliarde de ani, a descoperit echipa. Asta sugerează că o bucată mare din discul Căii Lactee era deja pe loc când Gaia-Enceladus/Sausage s-a prăbușit. Totuși, este posibil ca galaxia inițială să fi declanșat formarea unor noi stele, spune Mackereth. Pentru a spune cât de mult, vor trebui să obțină vârste de mult mai multe stele.

Măsurarea vârstelor pentru stele individuale reprezintă un pas înainte pentru astronomia galactică, spune astrofizicianul Tomás Ruiz-Lara de la Universitatea din Groningen, Olanda, care studiază evoluția galactică, dar nu a fost implicat în noua lucrare.

„Dacă nu poți face diferența dintre un copil și un adolescent și un adult, atunci nu putem spune nimic” despre o populație de oameni, spune Ruiz-Lara. „Dar dacă pot distinge între cineva de 40 de ani sau de 50 de ani, ai un grafic mai bun al societății. Cu stelele, e la fel. Dacă suntem capabili să distingem vârsta în mod corespunzător, atunci putem distinge evenimente individuale din istoria galaxiei. Până la urmă, acesta este scopul.”