Linnunrata on melko laaja ja hyvin asuttu tila. Kaiken kaikkiaan sen tähdet ovat välillä 100–400 miljardia, ja joidenkin arvioiden mukaan sillä voi olla jopa 1 biljoonaa. Mutta mistä kaikki nämä tähdet ovat kotoisin? No, kuten osoittautuu, sen lisäksi, että Linnunrata on muodostanut monia omia ja sulautunut muihin galakseihin, se on myös varastanut joitakin tähtiään muista galakseista.
Tällaisen väitteen ovat esittäneet kaksi Harvard-Smithsonian astrofysiikan keskuksen tähtitieteilijä. Heidän tutkimuksensa perusteella, joka on hyväksytty julkaisemiseen The Astrophysical Journal, he väittävät, että suunnilleen puolet Linnunradan äärimmäisellä ulkoreunalla kiertävistä tähtiistä varastettiin tosiasiallisesti läheiseltä Jousimiehen kääpiögalaksilta.
Kerran, Jousimiehen kääpiö elliptisen galaksin ajateltiin olevan lähimpänä galaksiamme omaan (asema, jota nyt pitää Canis Major-kääpiögalaksi). Yhtenä useista kymmenestä Linnunradan ympäröivästä kääpiögalaksista, se on kiertänyt galaksiamme useita kertoja aiemmin. Jokaisen ohittavan kiertoradan myötä se altistuu galaksiamme voimakkaalle painovoimalle, mikä vetää sen erilleen.
Tämän pitkän aikavälin vaikutukset voidaan nähdä tarkastelemalla galaksiamme kauimpia tähtiä, jotka koostuvat yhdestätoista tähdestä, jotka ovat noin 300 000 valovuoden etäisyydellä Maasta (selvästi Linnunradan kierteisen levyn ulkopuolella). Harvardin yliopiston tähtitieteen laitoksen tutkinnon suorittaneen Marion Dierickxin tutkimuksen mukaan puolet näistä tähtiistä on aiemmin otettu Jousimiehen kääpiögalaksista.
Professori Avi Loeb, Frank B. Baird, Jr. Harvardin tiedeprofessori ja tohtori Marion Dierickx, ovat kirjoittaneet tutkimuksen, jonka otsikko on ”Jousimiehen virran ennakoitu laajeneminen Linnunradan viruksen säteeseen”. Kuten hän kertoi Space Magazinelle sähköpostitse:
”Näemme todisteita galaksin ytimeen kytketyistä tähtivirroista, jotka osoittavat, että tämä kääpiögalaksi kulki useita kertoja Linnunradan keskustan ympärillä ja että Linnunradan vuorovesipainovoimakenttä revitti sen. Olemme kaikki perehtyneet valtameren vuorovesiin, jonka kuun painovoima vetää, mutta jos kuu olisi paljon massiivisempi esine - se olisi vetänyt valtameret erillään maasta ja näkisimme höyryvirran ulottuneena pois maasta. ”
Dierickx ja Loeb suorittivat tutkimuksensa vuoksi tietokonemallit simuloida Jousimiehen kääpiön liikkeitä viimeisen 8 miljardin vuoden aikana. Nämä simulaatiot toistivat tähtien virrat, jotka ulottuivat Jousimiehen kääpiögalaktikosta galaksiamme keskustaan. He myös muuttivat Jousimiehen nopeutta ja lähestymiskulmaa nähdäkseen, vastaavatko tuloksena olevat vaihdot nykyisiä havaintoja.
"Yritimme sovittaa etäisyys- ja nopeustiedot Sagitarrius-galaksin ytimeen ja sitten vertailimme tuloksena saatua ennustusta tähtivirtojen sijainnille ja nopeudelle", Loeb sanoi. "Tulokset olivat erittäin rohkaisevia joillekin tietyille lähtöolosuhteille, jotka koskivat Jousimiehen galaksin matkan alkamista, kun maailmankaikkeus oli suunnilleen puoli nykyistä ikäänsä."
He löysivät sen, että Jousimiehen kääpiö menetti ajan myötä noin kolmanneksen tähtiistään ja yhdeksän kymmenesosaa tummasta aineestaan Linnunradalla. Tämän lopputuloksena syntyi kolme erillistä tähtivirtaa, jotka saavuttavat miljoonan valovuoden päässä galaktisesta keskustasta Linnunradan halon reunaan. Mielenkiintoista on, että yksi näistä virroista on ennustettu simuloinneilla, jotka on toteutettu esimerkiksi Sloan Digital Survey -projektin avulla.
Simulaatiot osoittivat myös, että viidestä Jousimiehen tähdestä loppuu osa Linnunrataa. Lisäksi näiden tähtien sijainti ja nopeus osuivat viiteen galaksemme kaikkein kauimpaan tähtiin. Muut kuusi eivät näytä olevan Jousimiehen kääpiöstä, ja ne voivat olla aikaisempien gravitaatiovuorovaikutusten seurauksia toisen kääpiögalaksin kanssa.
"Tähtien dynamiikkaa ennakoimissamme laajennetuissa käsivarsissa (joka on suurin taivaan galaktinen rakenne taivaalla koskaan ennustettua) voidaan käyttää Linnunradan massan ja rakenteen mittaamiseen", Loeb sanoi. "Linnunradan ulkovaippaa ei koskaan mitattu suoraan, koska mikään muu virtaus ei tuntunut ulottuvan niin pitkälle."
Koska simulaatiot sopivat yhteen nykyisten havaintojen kanssa, Dierickx on vakuuttunut siitä, että lisää Jousimiehen kääpiöväestöjä on siellä odottamassa löytämistä. Esimerkiksi tulevat instrumentit - kuten LSST (Large Synoptic Survey Telescope), jonka odotetaan aloittavan täydelliset tutkimusoperaatiot vuoteen 2022 mennessä - voivat pystyä havaitsemaan kaksi jäljellä olevaa tähtivirtausta, jotka tutkimuksen mukaan ennustettiin.
Aika-asteikot ja mukana olevat etäisyydet ovat melko vaikeita koettaa galaksiamme (ja laajemmin myös maailmankaikkeutta) nähdäksemme tarkalleen kuinka se kehittyi ajan myötä. Havaintodatan yhdistäminen tietokonemallien kanssa on kuitenkin osoitettu testaavan parhaat teoriamme asioiden tilanteesta. Jatkossa parannettujen välineiden ja yksityiskohtaisempien kyselyjen ansiosta voimme vain tietää varmasti!
Ja muista tutustua tähän tietokoneen simulaation animaatioon, joka näyttää vaikutukset Linnunradan painovoimaan Jousimiehen kääpiögalaktiksen tähdellä ja pimeässä aineessa.
