Mliječna staza možda nije mirno izrasla u galaksiju kakvu danas vidimo. Novo istraživanje pokazuje da je naša galaksija vrlo rano mogla imati uređen zvjezdani disk, ali ga je drevni sudar s manjom galaksijom teško poremetio ili gotovo uništio.
Ako je taj scenarij točan, današnji disk Mliječne staze nije samo ostatak njezina prvog oblika. On bi mogao biti drugi pokušaj galaksije da se nakon kozmičkog udara ponovno posloži.
Trag vodi do sudara starog 11 milijardi godina
Priča počinje jednim od najvažnijih otkrića misije Gaia. Godine 2018. astronomi su u podacima Europske svemirske agencije prepoznali veliku skupinu zvijezda koje se ne gibaju kao tipične zvijezde Mliječne staze. Njihove putanje odavale su da nisu nastale u mirnom dijelu naše galaksije, nego da potječu iz drugog sustava koji se davno spojio s Mliječnom stazom.
Taj drevni događaj poznat je kao Gaia-Sausage-Enceladus. Naziv je neobičan, ali iza njega stoji jedna od ključnih epizoda u povijesti naše galaksije: sudar s manjom galaksijom koji je promijenio raspored zvijezda, potresao mladi galaktički sustav i vjerojatno pokrenuo novo razdoblje stvaranja zvijezda.
Novo istraživanje, objavljeno u časopisu Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, sada sugerira da se taj sudar dogodio prije oko 11 milijardi godina. To je ranije nego što su pokazivale mnoge dosadašnje procjene.
Disk koji je mogao nastati prije nego što smo mislili
Mliječna staza danas ima veliki zvjezdani disk. U njemu se nalaze spiralni krakovi, plin, prašina, većina zvijezda naše galaksije i Sunce. Taj disk nije statična ploča, nego golemi rotirajući sustav koji se okreće brzinom većom od 220 kilometara u sekundi.
Astronomi su dugo pokušavali odrediti kada je taj disk počeo uredno rotirati. Na prvi pogled, odgovor bi se trebao skrivati u starosti zvijezda i njihovim putanjama. Kada zvijezde počnu pokazivati zajedničko, usklađeno gibanje, čini se logičnim zaključiti da je tada nastao disk.
No nova studija ruši tu jednostavnu sliku. Simulacije galaksija sličnih Mliječnoj stazi pokazuju da se zvjezdani diskovi mogu oblikovati vrlo rano, a zatim biti ozbiljno oštećeni u većim galaktičkim sudarima.
To znači da trenutak kada se disk “zavrti” ne mora označavati njegovo prvo stvaranje. Možda označava trenutak kada se galaksija oporavila.
Sudar je poremetio zvijezde i pokrenuo novi val njihova nastanka
Autori rada koristili su simulacije Auriga, računalne modele koji prate razvoj galaksija nalik Mliječnoj stazi. U njima su ispitivali što se događa kada galaksija s već oblikovanim diskom doživi snažan sudar s manjim sustavom.
Rezultat je važan jer povezuje dvije vrste tragova koje su se često promatrale odvojeno: strukturu galaksije i starost njezinih zvjezdanih skupova.
U razdoblju u koje istraživači smještaju sudar Gaia-Sausage-Enceladus u Mliječnoj stazi vidi se nagli porast nastanka zvjezdanih skupova. To se dobro uklapa u ono što znamo o galaktičkim sudarima. Kada se galaksije sudare, oblaci plina mogu se stisnuti i poremetiti, što stvara uvjete za intenzivnije rađanje zvijezda. Takvi događaji ne mijenjaju samo putanje starih zvijezda, nego mogu ostaviti i novu generaciju zvijezda kao trag sudara.
Chervin F. P. Laporte, suautor istraživanja iz francuskog Nacionalnog centra za znanstvena istraživanja, ističe da modeli sudara Gaia-Sausage-Enceladus predviđaju upravo takav porast stvaranja zvijezda nakon udara, zajedno s nastankom kuglastih skupova. Prema autorima, ovo je prvi put da je ta veza jasno postavljena u kontekstu tog drevnog sudara.
Mliječna staza možda je jednom već izgubila oblik koji danas poznajemo
Ovo istraživanje ne prikazuje Mliječnu stazu kao galaksiju koja je mirno rasla kroz vrijeme. Slika je znatno nemirnija. Rani zvjezdani disk možda je već postojao, zatim ga je veliki sudar snažno poremetio, a nakon toga se galaksija postupno ponovno složila u rotirajući sustav.
Zbog toga se mijenja i glavno pitanje. Nije dovoljno pitati kada je disk Mliječne staze nastao. Treba pitati je li to bio prvi disk naše galaksije ili trag kasnijeg razdoblja, nakon što je drevni sudar izbrisao dio njezine ranije strukture.
Znanstvenici ne mogu izravno promatrati Mliječnu stazu kakva je bila prije 11 milijardi godina. Umjesto toga povezuju današnje gibanje zvijezda, starost zvjezdanih skupova, računalne simulacije i opservacije udaljenih galaksija. U tome sve veću ulogu imaju Svemirski teleskop James Webb i ALMA, radioteleskopski sustav u Čileu koji promatra hladan plin i prašinu u dalekom svemiru.
Ako je nova interpretacija točna, današnji izgled Mliječne staze nije samo rezultat sporog rasta kroz milijarde godina. U njezinu je disku možda sačuvan trag davnog prekida: sudara koji je prije oko 11 milijardi godina poremetio ranu galaksiju, izbrisao dio njezine prvotne strukture i ostavio prostor za disk u kojem se danas nalazi i Sunce.
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
Izvori i publikacija
Build-up and survival of the disc: from numerical models of galaxy formation to the Milky Way
Časopis / izvor: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
