Наш Млечный Путь - довольно обширное и густонаселенное пространство. В общей сложности число звезд составляет от 100 до 400 миллиардов, причем, по некоторым оценкам, их число может достигать 1 триллиона. Но откуда взялись все эти звезды? Ну, как оказалось, в дополнение к образованию многих своих собственных и слиянию с другими галактиками, Млечный Путь, возможно, украл некоторые из своих звезд из других галактик.
Таковы аргументы двух астрономов из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики. Согласно их исследованию, которое было принято к публикации в Астрофизический Журналони утверждают, что примерно половина звезд, которые вращаются вокруг крайнего внешнего края Млечного Пути, были фактически украдены из близлежащей карликовой галактики Стрелец.
Одно время считалось, что карликовая эллиптическая галактика Стрелец - самая близкая к нам галактика (позиция, которую сейчас занимает карликовая галактика Большой Пес). Будучи одной из нескольких дюжин карликовых галактик, которые окружают Млечный путь, в прошлом она несколько раз вращалась вокруг нашей галактики. С каждой проходящей орбитой она становится объектом сильной гравитации нашей галактики, что приводит к ее разрыву.
Долгосрочные последствия этого можно увидеть, посмотрев на самые дальние звезды нашей галактики, которые состоят из одиннадцати звезд, которые находятся на расстоянии около 300 000 световых лет от Земли (намного дальше спирального диска Млечного Пути). Согласно исследованию, проведенному Марион Диерикс, аспирантом астрономического факультета Гарвардского университета, половина этих звезд в прошлом была взята из карликовой галактики Стрельца.
Профессор Ави Лоеб, младший профессор наук в Гарварде и доктор философии Фрэнк Б. Бейрд, является соавтором исследования под названием «Прогнозируемое расширение потока Стрельца до вириального радиуса Млечного пути». Как он сказал Space Magazine по электронной почте:
«Мы видим доказательства того, что потоки звезд соединены с ядром галактики и указывают на то, что эта карликовая галактика многократно проходила вокруг центра Млечного пути и была разорвана приливно-гравитационным полем Млечного пути. Мы все знакомы с приливом в океане, вызванным гравитационным притяжением луны, но если бы луна была гораздо более массивным объектом - она бы отделила океаны от Земли, и мы бы увидели поток пара, растянутый в сторону с Земли ».
Ради своего исследования Диерикс и Лоеб запустили компьютерные модели для имитации движений карликов Стрельца за последние 8 миллиардов лет. Эти симуляции воспроизводили потоки звезд, простирающиеся от карликовой галактики Стрелец до центра нашей галактики. Они также варьировали скорость и угол подхода Стрельца, чтобы увидеть, будут ли полученные обмены соответствовать текущим наблюдениям.
«Мы попытались сопоставить данные о расстоянии и скорости для ядра галактики Sagitarrius, а затем сравнили полученный прогноз для положения и скорости потоков звезд», - сказал Леб. «Результаты были очень обнадеживающими для некоторого конкретного набора начальных условий относительно начала путешествия галактики Стрельца, когда Вселенная была примерно наполовину ее нынешнего возраста».
Они обнаружили, что со временем карлик Стрелец потерял около одной трети своих звезд и девять десятых своей темной материи в Млечном Пути. Конечным результатом этого стало создание трех отдельных потоков звезд, которые достигают одного миллиона световых лет от центра галактики до самого края гало Млечного Пути. Интересно, что один из этих потоков был предсказан с помощью моделирования, проводимого такими проектами, как Sloan Digital Survey.
Моделирование также показало, что пять звезд Стрельца станут частью Млечного Пути. Более того, положения и скорости этих звезд совпали с пятью самыми отдаленными звездами в нашей галактике. Другие шесть, по-видимому, не из карликов Стрельца и могут быть результатом гравитационных взаимодействий с другой карликовой галактикой в прошлом.
«Динамика звезд в вытянутых руках, которые мы предсказываем (которая является самой большой галактической структурой на небе, когда-либо предсказанной), может быть использована для измерения массы и структуры Млечного пути», - сказал Леб. «Внешняя оболочка Млечного Пути никогда не исследовалась напрямую, потому что не было известно, что другой поток простирался бы так далеко».
Принимая во внимание то, как симуляции совпадают с текущими наблюдениями, Диерикс уверен, что больше карликовых нарушителей Стрельца существует, ожидая, пока их найдут. Например, будущие приборы, такие как Большой синоптический обзорный телескоп (LSST), который, как ожидается, начнет полные съемки к 2022 году, могут обнаружить два оставшихся потока звезд, которые были предсказаны при съемке.
Учитывая масштабы времени и соответствующие расстояния, довольно трудно исследовать нашу галактику (и, соответственно, Вселенную), чтобы точно увидеть, как она развивалась с течением времени. Однако было доказано, что сопоставление данных наблюдений с компьютерными моделями проверяет наши лучшие теории о том, как все сложилось. В будущем, благодаря усовершенствованным инструментам и более подробным опросам, мы просто можем знать наверняка!
И обязательно посмотрите эту анимацию компьютерного моделирования, которая показывает влияние гравитации Млечного Пути на звезды карликовой галактики Стрельца и темную материю.
