Tähtitieteilijät ovat jo jonkin aikaa tienneet, että galaksien väliset törmäykset tai sulautumat ovat olennainen osa kosmista evoluutiota. Sen lisäksi, että nämä yhdistymiset aiheuttavat galaksien kasvua, nämä yhdistymiset laukaisevat myös uusia tähtien muodostuskierroksia, kun tuoretta kaasua ja pölyä injektoidaan galaksiin. Tulevaisuudessa tähtitieteilijöiden arvioiden mukaan Linnunrata-galaksi sulautuu tällä välin Andromedan galaksin, samoin kuin pienten ja suurten magelaanipilvien kanssa.
New Yorkin kaupungissa sijaitsevan Flatiron-instituutin laskennallisen astrofysiikan keskuksen (CCA) tutkijoiden saamien uusien tulosten mukaan mahdollisen sulautumisen tulokset Magellanin pilvien kanssa ovat jo nähtävissä. Yhdysvaltain tähtitieteellisen seuran 235. kokouksessa tällä viikolla esiteltyjen tulosten mukaan galaksiamme laitamilla muodostuneet tähdet voivat olla seurausta näistä kääpiögalaksekseista sulautuen omiin.
Kertana (8. tammikuuta) Honolulussa pidetyn esityksen aikana tutkimusryhmä selitti kuinka ESA: n tiedot Gaia observatorio paljasti nuoren tähtiklusterin olemassaolon Linnunradan halon laitamilla. Tämä klusteri on nimetty Price-Whelan 1 -ryhmään ryhmäjohtajan Adrian M. Price-Whelanin (CCA: n tutkijatoverin) kunniaksi.
Vielä yllättävämpää oli se tosiseikka, että klusterista saadut spektrit osoittivat, että ne todennäköisesti muodostuivat kaasuvirrasta, joka tuli ulos yhdestä suuren Magellanin pilven haaroista. Löytö ehdottaa, että tämä galakseista ulottuva kaasuvirta, joka tunnetaan nimellä Leading Arm II, on huomattavasti lähempänä Linnunrataa kuin aikaisemmin ajateltiin (ja myös lähempänä törmäystä sen kanssa).
On varma, että tähtiryhmien tunnistaminen galaksissamme on vaikeaa, koska tähdet saattavat näyttää olevan klusteroituneita taivaalla, mutta tosiasiassa niiden etäisyys on valtava. Lisäksi tähdet voidaan nähdä yhdessä päässä toisistaan yhdessä pisteessä, mutta ne sitten liikkuvat eri suuntiin. Ryhmittyneet tähdet määritetään edellyttäen tähtien täsmällisiä mittauksia ajan myötä (alias. Astrometria).
Tämä on Gaia operaatio, joka on kerännyt tietoja noin 1,7 miljardin taivaankappaleen sijainneista, etäisyyksistä ja oikeista liikkeistä vuodesta 2013 lähtien. Price-Whelan ja hänen kollegansa etsivät viimeisintä operaation julkaisemaa tietojoukkoa todisteita hyvin sinisistä nuorista tähtiistä joilla oli kohoumia liikkumassa heidän kanssaan. Tunnistettuaan useita, he ristiin sopivat yhteen tunnettujen klustereiden poistamiseksi.
Loppujen lopuksi jäljellä oli vain yksi: suhteellisen nuori tähtiryhmä, joka on noin 117 miljoonaa vuotta vanha ja sijaitsee Linnunradan kaukana laitamilla. Kuten Price-Whelan selitti:
”Tämä on hankala tähtiryhmä - alle muutama tuhat tuhatta -, mutta sillä on suuria vaikutuksia Linnunradan paikallisen alueen ulkopuolelle… Se on todella, todella kaukana. Se on enemmän kuin mikään tunnettu Linnunradan nuori tähti, joka on tyypillisesti levyllä. Joten heti, olin kuin "Pyhä tupakoi, mikä tämä on?" "
Klusterin sijainti sijoittaa sen Linnunradan ”haloon”, galaksiamme ulkoalueelle, joka sijaitsee spiraalivarren ulkopuolella. Vaikka se sisältää suurimman osan galaksiamme massasta, se on myös paljon tummempi kuin spiraalivarret, joissa suurin osa Linnunradan tähtiä sijaitsee. Tällä alueella sijaitsee myös Magellanic Stream -niminen kaasujoki, joka muodostaa SMC: n ja LMC: n uloimman reunan ja ulottuu Linnunrataa kohti.
Tämä virta on metallivapaa, toisin kuin Linnunradan ulkopuolella sijaitsevia kaasupilviä. Tämän ansiosta Montana State Universityn apulaisprofessori ja tutkimuksen avustaja David Nidever pystyi selvittämään, että uusi perustaava tähtiradikaali oli peräisin ekstragalaktisesta alkuperästä. Tutkiessaan klusterin 27 kirkkaimman tähden metallipitoisuutta hän havaitsi, että niiden metallisuus oli samanlainen kuin Magellanic Streamilla.
Näiden havaintojen perusteella ryhmä päätteli, että Magellanic Streamista kaasuna muodostunut klusteri kulki Linnunradan halon läpi. Yhdistettynä galaksiamme gravitaatiovettoon, halogeenin läpi kulkeminen loi vetovoiman, joka puristi kaasun siihen pisteeseen, että se romahti, muodostaen uusia tähtiä. Ajan myötä tähdet siirtyivät kaasuvirran eteen ja liittyivät ulkoiseen Linnunrataan.
Tämän klusterin tutkimuksella voi olla huomattavia vaikutuksia ymmärrykseemme galaksiamme evoluutiosta. Esimerkiksi tähtitieteilijät eivät ole toistaiseksi pystyneet tehokkaasti rajoittamaan etäisyyttä Magellanin virran ja galaksin välillä. Mutta tämän uuden tähtiklusterin löytämisen ansiosta Price-Whelan ja hänen kollegansa ennustavat, että Magellanin virran reuna on 90 000 valovuoden päässä Linnunradasta.
Se on suunnilleen puolet aikaisemmin ennustetusta etäisyydestä. Lisäksi klustereiden löytäminen Linnunradan reunalla voisi paljastaa myös sen, törmäivätkö Magellanin pilvet aikaisemmin galaksiamme kanssa. Tämä on ilmeinen suuntaus sulautumisten suhteen: kaksi taivaankappaletta eivät törmää päähän päin, vaan kääntyvät toistensa ohi ja vaihtavat materiaalia, lopulta yhdistyen yhdeksi esineeksi.
Kuten Nidever ilmoitti, ryhmän havainnot johtavat myös tähtitieteilijöitä tarkentamaan teorioitaan siitä, milloin iso Magellanin pilvi sulautuu galaksiimme:
”Jos Magellanin virta on lähempänä, etenkin johtava käsivarsi, joka on lähinnä galaksiamme, niin se todennäköisesti sisällytetään Linnunrataan nopeammin kuin nykyinen malli ennustaa. Lopulta siitä kaasusta tulee uusia tähtiä Linnunradan levyllä. Tällä hetkellä galaksiamme käyttää kaasua nopeammin kuin sitä täydennetään. Tämä ylimääräinen kaasu, joka tulee sisään, auttaa meitä täyttämään sen säiliön ja varmistamaan, että galaksiamme jatkaa viihtymistä ja muodostaa uusia tähtiä. ”
Tämä tutkimus on uusin sarjassa, jonka Gaia tehtävänämme, jotka edistävät yhdessä ymmärrystämme siitä, kuinka galaksiamme kehittyi, ja jatkavat niin tulevaisuudessa. Alun perin suunniteltu päättyvän vuoteen 2018 mennessä Gaia operaatiota on jatkettu ja se pysyy toiminnassa vuoteen 2022 asti (estetään jatko jatkaminen).
Seuraava julkaisu Gaia arkistotiedot (EDR3) tapahtuvat kahdessa osassa, joista ensimmäinen julkaistaan vuoden 2020 kolmannella vuosineljänneksellä ja toinen vuoden 2021 jälkipuoliskolla. Price-Whelan 1: n löytäminen ja ryhmän myöhempi tähtien spektroskopinen analyysi olivat sekä julkaisujen aihe, joka julkaistiin vuonna 2006 The Astrophysical Journal 5. ja 16. joulukuuta, vastaavasti.
