«Апостериори»: Астрономы пересмотрели раннюю историю Млечного Пути
Новости науки и технологий
Поддержите «Эхо», если вы не в России
Астрономы уточнили историю формирования Млечного Пути и пришли к выводу, что его звёздный диск мог возникнуть значительно раньше, чем считалось ранее. Согласно новому исследованию, опубликованному в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, наша Галактика уже обладала вращающимся диском более 11 миллиардов лет назад – ещё до столкновения с крупной карликовой галактикой Гайя-Энцелад.
Сегодня считается, что галактики растут не только за счёт образования новых звёзд из межзвёздного газа, но и благодаря слияниям с другими галактиками. Следы таких событий можно обнаружить даже спустя миллиарды лет. Одним из наиболее важных эпизодов в истории Млечного Пути считается столкновение с галактикой Гайя-Энцелад. Предполагается, что оно произошло примерно 10–11 миллиардов лет назад и оставило заметный след в распределении звёзд нашей галактики.
Особый интерес у исследователей вызывает вопрос о том, когда именно сформировался диск Млечного Пути. Диск – это плоская вращающаяся структура, в которой находятся Солнце и большинство звёзд Галактики. В последние годы учёные пытались определить время его возникновения по движениям древних звёзд. Однако авторы новой работы считают, что такой подход может приводить к ошибочным выводам.
Для исследования они использовали серию космологических компьютерных симуляций галактик, похожих по массе на Млечный Путь. Эти модели позволяют проследить историю формирования галактики на протяжении миллиардов лет, включая слияния с другими системами и образование новых поколений звёзд.
Оказалось, что крупные столкновения способны существенно изменить орбиты уже существующих звёзд. До слияния многие из них движутся по почти круговым орбитам в составе диска. После столкновения часть звёзд оказывается выброшенной далеко от плоскости диска и начинает двигаться по более хаотичным траекториям. В результате спустя миллиарды лет их движения уже не отражают условий, в которых они первоначально сформировались.
По словам авторов работы, именно это могло привести к недооценке возраста диска Млечного Пути. В симуляциях вращающийся диск обычно начинает формироваться примерно 11–12 миллиардов лет назад. Однако если оценивать этот момент только по современным орбитам звёзд, получается более поздняя дата. Иными словами, древнее столкновение частично «стерло» кинематические следы раннего этапа формирования Галактики.
Исследователи также сравнили результаты моделирования с наблюдениями, полученными космической обсерваторией Gaia. Особое внимание они уделили очень старым звёздам, богатым так называемыми альфа-элементами, которые образуются в недрах массивных звёзд и распространяются по космосу при взрывах сверхновых. Такие звёзды считаются одними из древнейших в Млечном Пути.
Авторы обнаружили, что даже самые старые из этих звёзд сохраняют заметное вращение вокруг центра Галактики. Это накладывает ограничения на параметры столкновения с галактикой Гайя-Энцелад. Если бы столкновение было слишком мощным, движения древних звёзд стали бы гораздо более хаотичными, а следы их первоначального вращения оказались бы заметно ослаблены. Поэтому исследователи пришли к выводу, что галактика Гайя-Энцелад, вероятно, была существенно менее массивной, чем Млечный Путь. Отношение масс, по их оценкам, скорее всего было меньше одного к четырём.
Ещё один интересный результат связан с шаровыми скоплениями – плотными системами из сотен тысяч звёзд. Авторы обнаружили, что многие шаровые скопления определённого химического состава сформировались примерно 11 миллиардов лет назад. По мнению исследователей, это может быть следствием всплеска звездообразования, вызванного первым тесным сближением галактик. Если эта интерпретация верна, то шаровые скопления становятся своеобразной независимой летописью древнего столкновения.
Новая работа не ставит точку в вопросе о формировании нашей Галактики. Напротив, она показывает, насколько осторожно следует интерпретировать современные движения звёзд, пытаясь восстановить события далёкого прошлого. По мнению авторов, для реконструкции истории Млечного Пути необходимо одновременно учитывать возраст звёзд, их химический состав, данные наблюдений и результаты космологических симуляций. Возможно, именно такой комплексный подход позволит в ближайшие годы уточнить, как выглядела наша Галактика в первые миллиарды лет после Большого взрыва.