Ocaleni po narodzinach Drogi Mlecznej, czyli galaktyczny kanibalizm

Galaktyki mają naturalną tendencję do łączenia się ze sobą. Jest to zwykle gwałtowny proces, ale czasem pozostaje po nim coś ciekawego w charakterze jego świadków. To kuliste gromady gwiazd.

W ciągu ośmiu ostatnich lat Gaia – orbitalne obserwatorium kosmiczne Europejskiej Agencji Kosmicznej – przyczyniła się do przełomu w naszej wiedzy na temat historii Drogi Mlecznej. Gaia znajduje się w ziemskim punkcie Lagrange'a L2, oddalonym od nas o 1,5 miliona kilometrów. Po latach obserwacji nieba jej instrumenty umożliwiły stworzenie najbardziej jak dotąd złożonego, trójwymiarowego katalogu i zarazem mapy naszej Galaktyki, zawierających dokładne lokalizacje oraz informacje o ruchu i składzie chemicznym prawie 2 miliardów obiektów.

Dla środowiska naukowego katalog danych Gaia jest skarbnica wiedzy. Dzięki niemu astronomowie wykazali na przykład, że nasza Droga Mleczna miała bardziej gwałtowną i złożoną historię, niż wcześniej zakładano. Naukowcy zidentyfikowali w nich też rodziny gwiazd o wspólnym pochodzeniu, powiązane podobieństwem w składzie i sposobie poruszania się w naszej Galaktyce, w tym dawno zaginione gwiezdne rodzeństwo Słońca.

Niektóre z tych rodzin gwiazd to całe ich strumienie, przepływające przez i wokół Galaktyki za sprawą oddziaływań grawitacyjnych. Część tych oddziaływań wiąże się z procesami powszechnego pochłaniania (kanibalizowania) mniejszych galaktyk przez samą Drogę Mleczną.

Dalsza część artykułu pod materiałem wideo

Jednymi z najstarszych kosmicznych reliktów w katalogu Gaia są z kolei tak zwane gromady kuliste, czyli ściśle związane grawitacyjnie, stabilne układy składające się z dziesiątek tysięcy do milionów gwiazd, występujące w otoczce halo Galaktyki i na obrzeżach jej dysku. Okazało się, że niektóre z nich pierwotnie na należały jednak do Drogi Mlecznej, a do początkowo znajdujących się blisko niej galaktyk karłowatych, które z czasem nasza Galaktyka pochłonęła. Są zatem obiektami ocalałymi z jej burzliwej przeszłości, niosącymi istotne zapisy wydarzeń, które miliardy lat temu formowały nasz kosmiczny zakątek.

Dziś możemy dokładnie badać i odtwarzać te fuzje Drogi Mlecznej z innymi galaktykami, czyli tak zwane galaktyczne mergery. To możliwe między innymi właśnie dzięki obserwacjom gromad kulistych przez sondę Gaia. Wyniki tych obserwacji łączy się z wykorzystaniem symulacji astrofizycznych na superkomputerach, gdzie algorytmy uczenia maszynowego pomagają zrekonstruować historię dawnych przejawów kanibalizmu Drogi Mlecznej. Wiemy już na przykład, że około 9 miliardów lat temu połączyła się z nią galaktyka karłowata Gaia-Enceladus, a 7 miliardów lat temu – galaktyka karłowata SagDEG w gwiazdozbiorze Strzelca. Co ciekawe, wiele z gromad kulistych ocalałych po tych galaktycznych fuzjach możemy nawet zobaczyć przez niewielki teleskop. Niektóre z nich należą do słynnego Katalogu Charles’a Messiera, są więc znane od ponad dwustu lat.

Wcześniej astronomowie sądzili, że wszystkie gromady kuliste obecne w sferycznej otoczce naszej Galaktyki powstały z resztek gazu znajdującego się na jej obrzeżach. Współczesne zaawansowane symulacje komputerowe dowodzą jednak, że kilka z tych gromad do Galaktyki sprowadziła dopiero później łącząca się z nią galaktyka Gaia-Enceladus. To m.in. znane gromady oznaczone przez Messiera jako M2, M56, M75 i M79.

Związana z galaktyką Gaia-Enceladus M2, czyli pozycja druga (!) w katalogu Messiera (znana też jako NGC 7089), to gromada kulista o jasności 6,5 magnitudo, znajdująca się w konstelacji Wodnika, 5° na północ od gwiazdy β Aquarii, w odległości blisko 40 000 lat świetlnych od Ziemi. Jest jedną z największych i najgęstszych pod względem gwiazd gromad kulistych, widać ją w dobrych warunkach już przez lornetkę, a nawet gołym okiem. Przez niewielki teleskop prezentuje się jako jasna, nieco rozmytą kula; przez większe instrumenty widoczna jest już jednak z osobna część jej gwiazd, a także lekko elipsoidalny kształt.

Przyjrzyjmy się teraz gromadzie M54, którą możemy znaleźć w niewielkiej odległości na południowy zachód od jasnej gwiazdy Ascella (ζ Sagittarii). Leży w odległości 87,4 tysięcy lat świetlnych od nas i świeci z jasnością 7,6 magnitudo, i pozornie wydaje się mało ciekawym obiektem, bo trudno dostrzec jej szczegóły. Przy użyciu lornetki lub małego teleskopu można zwykle zobaczyć tylko jasną plamkę o rozmytych brzegach, którą łatwo pomylić z gwiazdą. Dane z satelity Gaia wykazały, że gromada ta pochodzi najprawdopodobniej z galaktyki karłowatej SagDEG w Strzelcu.

SagDEG to pozostałość jednej z najbliższych galaktyk satelitarnych Drogi Mlecznej. W swojej przeszłości już dwukrotnie przeszła przez jej dysk, a kolejne takie przejście ma nastąpić za około 10 milionów lat. Szacuje się też, że za kilkaset milionów lat zostanie całkowicie rozerwana przez siły grawitacyjne Galaktyki. Co więcej, najprawdopodobniej pierwsze przejście tej galaktyki karłowatej przez dysk Drogi Mlecznej wywołało w niej globalne grawitacyjne falowanie, wyzwalając następnie eksplozję procesów gwiazdotwórczych, a być może nawet formując w niej ramiona spiralne. Narodziło się wówczas wiele nowych gwiazd, w tym z dużym prawdopodobieństwem i Słońce.

Wiele wskazuje na to, że SagDEG, której pozostałością jest gromada gwiazd M54, odpowiada za coś więcej niż wzrost tempa przyrostu nowych gwiazd i spiralną strukturę Galaktyki. Jej pierwsze przejście przez nią mogło zapoczątkować powstanie całego Układu Słonecznego, a więc pośrednio i życia na Ziemi. M54, choć nie tak efektowna, jak bardziej znana, jaśniejsza gromada kulista M13 w Herkulesie, zasługuje więc z pewnością na uwagę posiadaczy teleskopów i lunet.

Galaktyczny kanibalizm wciąż trwa i będzie trwał przez miliardy lat. W przyszłości Droga Mleczna pochłonie nie tylko karłowatą galaktykę SagDEG, ale i Obłoki Magellana. Natomiast za około 5 miliardów lat połączy się ze znacznie większym obiektem: M31, Galaktyką Andromedy, którą już teraz możemy wypatrzeć na niebie gołym okiem lub z pomocą małej lornetki. Ostatecznie ten potężny galaktyczny merger doprowadzi do powstania jednej, większej galaktyki.

Żyjemy we Wszechświecie, w którym pewna jest tylko zmienność, a naczelną zasadą panującą wśród galaktyk wydaje się "Jedz sam albo zostań zjedzonym". I choć widać tu pewne podobieństwa do życia biologicznego, astronomie są do nich raczej przyzwyczajeni. Od dawna obserwują na przykład wysysające swoich towarzyszy gwiazdy…

Twórz treści i zarabiaj na ich publikacji. Dołącz do WP Kreatora