Ymmärtäminen kuinka maailmankaikkeus tuli olemaan, on yksi astrofysiikan olemisen suurimmista haasteista. Kun otetaan huomioon havaittavissa olevan maailmankaikkeuden pelkkä koko (46,6 miljardia valovuotta) ja huikea ikä (13,8 miljardia vuotta), tämä ei ole helppo tehtävä. Siitä huolimatta meneillään olevat havainnot, laskelmat ja tietokonesimulaatiot ovat antaneet astrofysiikan tutkijoille mahdollisuuden oppia paljon siitä, kuinka galaksit ja suuret rakenteet ovat muuttuneet ajan myötä.
Esimerkiksi Kentuckyn yliopiston (Iso-Britannia) ryhmän äskettäinen tutkimus on haastanut aiemmin pidetyt käsitykset siitä, kuinka galaksiamme on kehittynyt sellaiseksi, minkä näemme tänään. Ryhmä havaitsi Linnunradan tähtikiekon, jonka aiemmin ajateltiin olevan sileä, havaintojen perusteella epäsymmetrisiä väreilyjä. Tämä osoittaa, että aikaisemmin galaksiamme ovat ehkä muokanneet muinaisia vaikutuksia.
Tutkimus, jonka otsikko on ”Linnunradan tomografia K- ja M-kääpiötähteillä: galaktisen levyn pystysuuntainen rakenne”, ilmestyi äskettäin The Astrophysical Journal. Vuoden 2016 Ison-Britannian tutkinnon suorittaneen Deborah Fergusonin johtamassa ryhmässä oli professori Susan Gardner - Ison-Britannian taiteen ja tieteen korkeakoulusta - ja Brian Yanny, astrofysiikka tutkijalta Fermilab-hiukkasten astrofysiikan keskuksesta (FCPA).
Tämä tutkimus on kehitetty Fergusonin vanhemmasta tutkielmasta, jota prof. Gardner valvoi. Tuolloin Ferguson pyrki laajentamaan aiempaa Gardnerin ja Yannyn tutkimusta, joka pyrki myös ymmärtämään aallonpitojen esiintymistä galaksemme tähtilevyllä. Tämän uuden tutkimuksen vuoksi ryhmä luottaa tietoihin, jotka on saatu Sloan Digital Sky Survey'n (SDSS) 2,5 metrin teleskoopilla, joka sijaitsee Apache Pointin observatoriossa New Mexico.
Tämä antoi ryhmälle mahdollisuuden tutkia 3,6 miljoonan tähden alueellista jakautumista Linnunradan galaksissa, josta he vahvistivat epäsymmetristen väreilyjen esiintymisen. He väittävät, että niitä voidaan tulkita todisteena Linnunradan muinaisista vaikutuksista - toisin sanoen, että nämä aallot johtuivat siitä, että galaksiamme oli aiemmin joutunut kosketuksiin muiden galaksien kanssa.
Niihin voisi kuulua Linnunradan ja Jousimiehen kääpiögalaktian keskittyminen noin 0,85 miljardia vuotta sitten, samoin kuin galaksiamme nykyinen sulautuminen Canis Major-kääpiögalaksiin. Kuten professori Gardner selitti äskettäisessä Yhdistyneen kuningaskunnan lehdistötiedotteessa:
”Näiden vaikutusten uskotaan olleen Linnunradan keskitangon ja kierrevarsien” arkkitehdit ”. Aivan kuten sileän järven pinnalla olevat aallot viittaavat etäisyyden moottoriveneen ohittamiseen, etsimme poikituksia symmetriasta, jota odottaisi tähtijakaumissa löytääkseen todisteita muinaisista vaikutuksista. Olemme löytäneet laajan näytön kaikkien näiden symmetrioiden rikkomisesta ja rakennamme näin muinaisten iskujen roolin Linnunradan rakenteen muodostamisessa. ”
Kuten todettiin, Gardnerin aikaisempi työ osoitti myös, että kun Linnunradan levyllä oli pohjoisen / eteläisen tähden symmetria, siellä oli pystysuora “aaltoilu”. Toisin sanoen tähtien levyn ylä- tai alapuolella sijaitsevien tähtien lukumäärä kasvaa näytteestä toiseen, kauempana ne katsoivat galaktisen levyn keskustasta. Mutta viimeisimpien SDSS: n hankkimien tietojen ansiosta ryhmällä oli paljon suurempi otos päätelmiensä perustaksi.
Viime kädessä nämä havainnot vahvistivat Fergusonin ja Lallyn havainnot ja osoittivat myös epäsymmetrian galaktisen levyn tasolla. Kuten Ferguson selitti:
”Pääsy miljooniin tähtiin SDSS: llä antoi meille mahdollisuuden tutkia galaktisen rakennetta aivan uudella tavalla jakamalla taivas pienemmille alueille menettämättä tilastoja. On ollut uskomatonta katsoa, miten tämä projekti kehittyy ja tulokset ilmenevät, kun piirsimme tähtitiheydet ja näimme kiehtovia kuvioita jalanjäljen poikki. Koska tällä alalla tehdään lisää tutkimuksia, olen innoissani siitä, mitä voimme oppia galaksiamme rakenteesta ja voimista, jotka auttoivat sen muodostamisessa. "
Ymmärtäminen, kuinka galaksiamme kehittyi ja mikä rooli muinaisilla vaikutuksilla on, on välttämätöntä ymmärtää maailmankaikkeuden historiaa ja kehitystä kokonaisuutena. Sen lisäksi, että autamme meitä vahvistamaan (tai päivittämään) nykyiset kosmologiset mallimme, tämän kaltaiset tutkimukset voivat myös kertoa meille paljon siitä, mikä on varastossa galaksidemme miljardien vuosien ajan.
Tähtitieteilijät ovat vuosikymmenien ajan olleet sitä mieltä, että noin 4 miljardin vuoden sisällä Linnunrata törmää Andromedaan. Tällä tapahtumalla on todennäköisesti valtavia vaikutuksia, mikä johtaa galaksin supermassiivisten mustien reikien, tähtitörmäysten ja tähteiden poistumisen sulautumiseen. Vaikka on epäilyttävää, että ihmiskunta tulee olemaan tämän tapahtuman ympärillä, olisi silti kannattavaa tietää, kuinka tämä prosessi muotoilee galaksiamme ja paikallista maailmankaikkeutta.
