Svemirski teleskop Hubble pomogao je astronomima rekonstruirati jedan od najstarijih velikih sudara u povijesti Mliječne staze. U središnjem području naše galaksije pronašli su skup zvijezda koji se po dobi i kemijskom sastavu razlikuje od već poznatih populacija. Njegova svojstva upućuju na to da potječe iz galaksije koja se s Mliječnom stazom spojila prije gotovo 12 milijardi godina.
Rezultat se temelji na analizi 39 kuglastih jata unutar približno 20.000 svjetlosnih godina od galaktičkog središta. Hubble je omogućio precizne procjene starosti i količine teških elemenata u tim skupovima, a podaci satelita Gaia poslužili su za mjerenje njihova gibanja. Zajedno su otkrili treću zvjezdanu populaciju, različitu od dviju ranije izdvojenih populacija povezanih s drevnim galaktičkim spajanjima.
Zvjezdana jata čuvaju povijest sudara
Kuglasta jata među najstarijim su strukturama u Mliječnoj stazi. Sastoje se od stotina tisuća ili milijuna zvijezda koje su gravitacijski čvrsto povezane, pa mogu preživjeti i velike promjene u galaksiji. Njihova starost i kemijski sastav ostaju tragovi okoliša u kojem su nastala.
Astronomi su u novom istraživanju usporedili te tragove s putanjama jata. Neka su nastala u samoj Mliječnoj stazi, dok druga imaju orbite i kemijski sastav koji ih povezuje s galaksijama što su se kasnije spojile s našom galaksijom. Treća populacija imala je dovoljno drukčija obilježja da su je istraživači izdvojili kao ostatak još jednog drevnog događaja.
Kako su izdvojili LKH
Istraživači su pretpostavljenoj galaksiji dali ime Low-energy-Kraken-Heracles, skraćeno LKH. Procjenjuju da je njezina zvjezdana masa iznosila oko pet stotina milijuna Sunčevih masa, što je približno masa galaksije čiji se ostaci povezuju s događajem Gaia-Sausage-Enceladus.
Do spajanja LKH i Mliječne staze došlo je prije otprilike 11,8 milijardi godina, samo oko dvije milijarde godina nakon Velikog praska. Zvijezde koje je donijela nisu ostale raspoređene po cijeloj galaksiji. Veći dio njezine mase završio je unutar prvih šest kiloparseka, odnosno u području promjera oko 39.000 svjetlosnih godina oko središta Mliječne staze.
Takva rekonstrukcija ne znači da astronomi mogu promatrati izvornu galaksiju kao zaseban objekt. Njezine su se zvijezde tijekom milijardi godina izmiješale s materijalom Mliječne staze. LKH se prepoznaje po zajedničkom skupu obilježja – starosti, kemijskom sastavu i gibanju – koji je ostao sačuvan u kuglastim skupovima.
Što podaci govore o ranoj Mliječnoj stazi?
Rezultat podupire sliku Mliječne staze kao galaksije koja je svoj današnji izgled gradila nizom spajanja. U ranoj fazi svemira galaksije su bile manje i međusobno bliže, pa su sudari bili češći. Svako je spajanje u našu galaksiju moglo donijeti novu populaciju zvijezda, plina i kemijskih elemenata.
Hubbleovi podaci pritom imaju važnu granicu. Oni ne daju izravnu sliku cijelog sudara ni točan trenutak u kojem se odigrao, nego omogućuju da se događaj rekonstruira iz preživjelih zvjezdanih skupova. Procjene starosti i masa ovise o modelima evolucije zvijezda, a Gaia će novim mjerenjima još preciznije odrediti orbite pojedinih skupova.
Rezultati su objavljeni u novom znanstvenom radu u časopisu Nature Astronomy, a NASA ih je predstavila i u izvještaju o tome kako je Hubble razriješio zagonetku ranog spajanja Mliječne staze. Svaki dodatni kuglasti skup s pouzdano izmjerenom orbitom može pomoći u odvajanju LKH od drugih drevnih populacija i u preciznijem određivanju kako se naša galaksija razvijala. Takva mjerenja nadopunjuju i širu sliku o strukturi Mliječne staze, oblikovanoj nizom ranijih spajanja.
