Νανοι Γαλαξιες.

[Δροσος Γεωργιος]

Το Hubble λύνει το μυστήριο της συγχώνευσης από τα πρώτα χρόνια του Γαλαξία μας.

Ο γαλαξίας μας, ο Γαλαξίας μας, μεγάλωσε στο τρέχον μέγεθός του εν μέρει καταναλώνοντας μικρότερους γαλαξίες. Τώρα, νέα δεδομένα από το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble της NASA δείχνουν οριστικά στοιχεία για έναν νάνο γαλαξία που συγχωνεύεται με τον νεαρό γαλαξία μας στις πρώτες φάσεις της εξέλιξής του. Αυτό το εύρημα επεκτείνει τις γνώσεις μας για την ιστορία του γαλαξία μας 1,8 δισεκατομμύρια χρόνια πιο πίσω στο χρόνο από ό,τι πριν.

Τα αποτελέσματα δημοσιεύθηκαν τη Δευτέρα στο περιοδικό Nature Astronomy .

Ο Γαλαξίας μας σήμερα είναι ένας τεράστιος σπειροειδής γαλαξίας που φιλοξενεί εκατοντάδες δισεκατομμύρια αστέρια. Ωστόσο, ο γαλαξίας μας δεν ήταν πάντα τόσο μεγάλος. Έχει μεγαλώσει σχηματίζοντας νέα αστέρια από τα νέφη αερίων του, καθώς και συλλέγοντας αστέρια, αέριο και σκοτεινή ύλη από άλλους γαλαξίες μέσω συγχωνεύσεων.Η πιο πρόσφατη μαζική συγχώνευση στην ιστορία του γαλαξία μας έλαβε χώρα με τον νάνο γαλαξία Τοξότη, ξεκινώντας πριν από 6 δισεκατομμύρια χρόνια και συνεχίζοντας μέχρι σήμερα. Κοιτάζοντας πίσω στο ακόμη πιο μακρινό παρελθόν, οι ερευνητές έμαθαν ότι ο Γαλαξίας μας κατανάλωσε έναν άλλο νάνο γαλαξία που ονομάζεται Γαία-Λουκάνικο-Εγκέλαδος πριν από 10 δισεκατομμύρια χρόνια. Αυτή η αρχαία συγχώνευση επηρέασε σε μεγάλο βαθμό τη δομή του αστρικού δίσκου του γαλαξία μας. Άλλες, μικρότερες συγχωνεύσεις συνέβησαν μεταξύ αυτών των δύο.Αλλά η ιστορία του γαλαξία μας δεν σταματά εκεί. Τόσο οι παρατηρήσεις όσο και οι προσομοιώσεις έχουν υποδείξει ότι μια άλλη μεγάλη συγχώνευση προηγήθηκε αυτών των δύο, αν και οι λεπτομέρειες του γεγονότος έχουν συζητηθεί έντονα. Τώρα, το Hubble αποκάλυψε οριστικά στοιχεία για μια προηγούμενη συγχώνευση που συνέβη περίπου 11,8 δισεκατομμύρια χρόνια πριν, ή μόλις 2 δισεκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη.«Το σπίτι μας είναι ο Γαλαξίας μας, αλλά δεν γνωρίζουμε πώς χτίστηκε το σπίτι μας», δήλωσε ο Davide Massari, επικεφαλής συγγραφέας του Αστεροσκοπείου Αστροφυσικής και Διαστημικής Επιστήμης της Μπολόνια στην Ιταλία. «Σε αυτή την εργασία ανακαλύπτουμε από πού προήλθε η πρώτη σημαντική παρτίδα τούβλων: ένας νάνος γαλαξίας που ονομάζουμε LKH».

Κοσμικοί αρχαιολογικοί χώροι

Τεράστιες αστρονομικές έρευνες και ακριβή δεδομένα από διαστημόπλοια όπως η αποστολή Gaia του ESA (Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος) έχουν συμβάλει καθοριστικά στην αποτύπωση της ιστορίας του γαλαξία μας. Όσο πιο πίσω στην ιστορία του γαλαξία μας προσπαθούν να ψάξουν οι επιστήμονες, τόσο πιο δύσκολο γίνεται να καταλάβουν τι συνέβη. Όταν ο γαλαξίας μας ήταν νέος, ήταν μικρότερος και πολύ πιο κοντά σε μέγεθος από τους γαλαξίες με τους οποίους συγκρούστηκε. Ήταν επίσης πιο χαοτικός και είναι πιθανό τα σημάδια των συγχωνεύσεων να έχουν σβηστεί εδώ και δισεκατομμύρια χρόνια.Σε αυτό το σκοτεινό παρελθόν έριξε μια ματιά το Hubble. Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν το Hubble για να μελετήσουν μερικά από τα σφαιρωτά σμήνη του Γαλαξία μας: τεράστιες, περίπου σφαιρικές συλλογές από δεκάδες χιλιάδες έως μερικά εκατομμύρια αστέρια. Τα σφαιρωτά σμήνη περιέχουν μερικά από τα παλαιότερα αστέρια στον γαλαξία μας και μπορούν να λειτουργήσουν ως κοσμικοί αρχαιολογικοί χώροι που διατηρούν αστέρια από άλλους γαλαξίες που έχει συλλέξει ο Γαλαξίας μας.«Χάρη στην υψηλή ανάλυση και το βάθος της απεικόνισης του Hubble, μπορέσαμε να μετρήσουμε την ηλικία και την περιεκτικότητα σε μέταλλα αυτών των σμηνών με πρωτοφανή ακρίβεια», δήλωσε η Chiara Zerbinati, συν-συγγραφέας της μελέτης, Πανεπιστήμιο της Μπολόνια στην Ιταλία. «Σε συνδυασμό με μετρήσεις από τη Γαία, αυτό κατέστησε δυνατή τη διάκριση ενός πληθυσμού σφαιρωτών σμηνών που είναι διαφορετικοί από τους άλλους. Αυτά είναι τα σμήνη που γεννήθηκαν στο LKH και μας λένε πότε αυτός ο γαλαξίας καταβροχθίστηκε από τον δικό μας και πόσο μαζικός ήταν».Η ομάδα ανέλυσε τις παρατηρήσεις του Hubble για 39 σφαιρωτά σμήνη στα εσωτερικά 20.000 έτη φωτός του γαλαξία μας, όπου θα έπρεπε να διατηρηθούν στοιχεία για τις αρχαιότερες συγχωνεύσεις. Αναμένουν ότι αυτό το δείγμα θα περιείχε σφαιρωτά σμήνη που σχηματίστηκαν μέσα στον νεαρό γαλαξία του Γαλαξία, καθώς και εκείνα που συλλέχθηκαν από τον νάνο γαλαξία Γαία-Λουκάνικο-Εγκέλαδο πριν από περίπου 10 δισεκατομμύρια χρόνια.Χρησιμοποιώντας τις ευαίσθητες παρατηρήσεις του Hubble για να προσδιορίσουν την ακριβή ηλικία κάθε σμήνους και τη σχετική μεταλλικότητα - την αφθονία στοιχείων βαρύτερων από το ήλιο - προσδιόρισαν ότι υπήρχε ένας τρίτος πληθυσμός σφαιρωτών σμηνών στις εσωτερικές περιοχές του γαλαξία μας. Η ομάδα διαπίστωσε ότι αυτά τα σμήνη είναι παλαιότερα από την ομάδα που συλλέχθηκε κατά τη συγχώνευση Γαίας-Λουκάνικου-Εγκέλαδου, αλλά νεότερα από εκείνα που δημιουργήθηκαν στον Γαλαξία, ανεξάρτητα από την περιεκτικότητά τους σε μέταλλα. Αυτά τα σμήνη, επομένως, προήλθαν από μια ξεχωριστή και ακόμη παλαιότερη συγχώνευση - στην οποία ο γαλαξίας Γαλαξίας απορρόφησε έναν νάνο γαλαξία που περιείχε περίπου 500 εκατομμύρια φορές τη μάζα του Ήλιου σε αστέρια, ένα σημαντικό κλάσμα της μάζας του γαλαξία μας εκείνη την εποχή. Ονόμασαν αυτόν τον νάνο γαλαξία Χαμηλής ενέργειας-Κράκεν-Ηρακλής, ή LKH, προς τιμήν τριών προηγούμενων ερευνητικών εργασιών που υποστήριξαν την ιδέα μιας συγχώνευσης νωρίς στην ιστορία του γαλαξία μας.

Μια τόσο μεγάλη συγχώνευση τόσο νωρίς στον σχηματισμό του Γαλαξία μας έχει βαθιές επιπτώσεις στην εξέλιξη του γαλαξία μας.

«Ορισμένες προηγούμενες μελέτες έχουν υποστηρίξει ότι οι πρώτες φάσεις της εξέλιξης του γαλαξία μας καθορίστηκαν από αστέρια που γεννήθηκαν μόνο στον γαλαξία μας», λέει ο Massari. «Εδώ, έχουμε δείξει ότι πρέπει επίσης να ληφθούν υπόψη τα αστέρια που γεννήθηκαν σε εξωτερικούς γαλαξίες».Η ομάδα σχεδιάζει να συνεχίσει το έργο της για να ξετυλίξει την ιστορία του Γαλαξία μας μελετώντας τα σφαιρωτά σμήνη του, με στόχο να χαρακτηρίσει όλες τις μαζικές συγχωνεύσεις που έχει βιώσει ο γαλαξίας μας σε όλη την κοσμική ιστορία.«Το Hubble παρατηρεί σφαιρωτά σμήνη που δεν έχουν μελετηθεί ποτέ πριν, και αυτό θα μας βοηθήσει να χαρακτηρίσουμε τα γεγονότα συγχώνευσης που βρίσκονται πολύ πίσω στο χρόνο στην ιστορία του Γαλαξία μας», δήλωσε ο Fernando Aguado-Agelet, συν-συγγραφέας του Πανεπιστημίου του Vigo και του Πανεπιστημίου της La Laguna στην Ισπανία.Το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Hubble λειτουργεί για περισσότερες από τρεις δεκαετίες και συνεχίζει να κάνει πρωτοποριακές ανακαλύψεις που διαμορφώνουν τη θεμελιώδη κατανόησή μας για το σύμπαν. Το Hubble είναι ένα έργο διεθνούς συνεργασίας μεταξύ της NASA και της ESA (Ευρωπαϊκής Υπηρεσίας Διαστήματος). Το Κέντρο Διαστημικών Πτήσεων Goddard της NASA στο Γκρίνμπελτ του Μέριλαντ διαχειρίζεται το τηλεσκόπιο και τις λειτουργίες των αποστολών. Η Lockheed Martin Space υποστηρίζει επίσης τις λειτουργίες των αποστολών στο Goddard. Το Ινστιτούτο Επιστήμης Διαστημικών Τηλεσκοπίων στη Βαλτιμόρη, το οποίο λειτουργεί από τον Σύνδεσμο Πανεπιστημίων για την Έρευνα στην Αστρονομία, διεξάγει επιστημονικές επιχειρήσεις Hubble για τη NASA.

https://science.nasa.gov/missions/hubble/hubble-solves-merger-mystery-from-milky-ways-early-years/

Πριν από περίπου 12 δισεκατομμύρια χρόνια, ένας νάνος γαλαξίας, γνωστός ως LKH, συγκρούστηκε με έναν νεαρό Γαλαξία και συγχωνεύτηκε μαζί του. Αυτή η καλλιτεχνική ιδέα απεικονίζει αυτή τη σύγκρουση. Το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble της NASA αποκάλυψε οριστικά στοιχεία αυτής της σύγκρουσης μελετώντας σφαιρωτά αστρικά σμήνη.

[Δροσος Γεωργιος]

Έτσι φτιάχτηκαν τα κοσμικά «τούβλα» με τα οποία χτίστηκε ο γαλαξίας μας.

Πρόκειται για μια άγνωστη μέχρι σήμερα γαλαξιακή σύγκρουση που φωτίζει την εξέλιξη του γαλαξία μας.

Ερευνητική ομάδα χρησιμοποιώντας το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble ανακάλυψε ενδείξεις ότι ο γαλαξίας μας υπέστη μια σημαντική σύγκρουση και συγχώνευση με έναν νάνο γαλαξία πριν από 11,8 δισεκατομμύρια χρόνια.Οι συγχωνεύσεις μεταξύ γαλαξιών αποτελούν έναν από τους βασικούς τρόπους με τους οποίους μπορούν να αναπτύσσονται οι γαλαξίες. Ωστόσο ενώ μπορούμε να παρατηρούμε συγχωνεύσεις που συμβαίνουν σήμερα σε άλλους γαλαξίες, η ανασύνθεση της ιστορίας του δικού μας γαλαξία απαιτεί επίπονη ερευνητική δουλειά. Ακόμη και σήμερα, η ιστορία του είναι γνωστή μόνο εν μέρει.«Ο γαλαξίας μας είναι το σπίτι μας αλλά δεν γνωρίζουμε πώς χτίστηκε το σπίτι μας» δήλωσε ο Νταβίντε Μασάρι από το Αστεροσκοπείο Αστροφυσικής και Διαστημικής Επιστήμης της Μπολόνια στην Ιταλία. Ο Μασάρι είναι ο επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης που περιγράφει την ανακάλυψη μιας αρχαίας γαλαξιακής συγχώνευσης. «Σε αυτή την εργασία ανακαλύπτουμε από πού προήλθε η πρώτη σημαντική “παρτίδα τούβλων”: από έναν νάνο γαλαξία που ονομάζουμε LKH».Το LKH είναι τα αρχικά των Low-energy–Kraken–Heracles, μια κάπως περίπλοκη αναφορά σε τρεις προηγούμενες ερευνητικές εργασίες που είχαν ασχοληθεί με την ιδέα των συγχωνεύσεων στα πρώτα στάδια της ιστορίας του γαλαξία μας.Τα τελευταία χρόνια έχει αποκαλυφθεί ακόμη μία σημαντική συγχώνευση: η σύγκρουση με έναν γαλαξία που είναι γνωστός ως Gaia–Sausage–Enceladus (GSE) πριν από περίπου 10 δισεκατομμύρια χρόνια. Ο GSE είχε τη δική του οικογένεια από σφαιρωτά αστρικά σμήνη τα οποία ενσωματώθηκαν στα σφαιρωτά σμήνη του γαλαξία μας κατά τη διάρκεια της σύγκρουσης.

Η ανακάλυψη

Η ομάδα του Μασάρι ανακάλυψε έναν τρίτο πληθυσμό σφαιρωτών σμηνών τα οποία δεν φαίνεται να είναι εγγενή στο γαλαξία μας ούτε να ανήκαν στον γαλαξία GSE. Αντίθετα, φαίνεται ότι έφτασαν στο γαλαξία μας πριν από 11,8 δισεκατομμύρια χρόνια δηλαδή πριν από τη συγχώνευση με τον GSE.«Χάρη στην υψηλή ανάλυση και το βάθος των εικόνων του Hubble, μπορέσαμε να μετρήσουμε την ηλικία και την περιεκτικότητα σε μέταλλα αυτών των σμηνών με πρωτοφανή ακρίβεια» δήλωσε η αστρονόμος Κιάρα Ζερμπινάτι από το Πανεπιστήμιο της Μπολόνια, συν-συγγραφέας της μελέτης.Στην αστρονομία ο όρος «μέταλλα» χρησιμοποιείται για όλα τα στοιχεία βαρύτερα από το υδρογόνο και το ήλιο που σχηματίστηκαν στη Μεγάλη Έκρηξη, το μυστηριώδες φαινόμενο από το οποίο προέκυψε το Σύμπαν. Περιλαμβάνει επομένως στοιχεία όπως το οξυγόνο και ο άνθρακας αλλά και τον σίδηρο και το αλουμίνιο.«Σε συνδυασμό με τις μετρήσεις της αποστολής Gaia της Ευρωπαϊκής Διαστημικής Υπηρεσίας, αυτό μας επέτρεψε να ξεχωρίσουμε έναν πληθυσμό σφαιρωτών σμηνών που διαφέρει από τους υπόλοιπους. Αυτά είναι τα σμήνη που γεννήθηκαν στον LKH και μας δείχνουν πότε αυτός ο γαλαξίας καταβροχθίστηκε από τον δικό μας και πόσο μεγάλος ήταν» λέει η Ζερμπινάτι.

Τα δεδομένα

Με βάση τον αριθμό και τη μάζα των σφαιρωτών σμηνών που ενσωματώθηκαν στον γαλαξία η ομάδα υπολόγισε ότι ο LKH είχε συνολική μάζα περίπου 500 εκατομμύρια φορές τη μάζα του Ήλιου.Αυτό τον καθιστά μόνο λίγο πιο μαζικό από τον Νάνο Γαλαξία του Τοξότη, ο οποίος έχει περίπου 400 εκατομμύρια ηλιακές μάζες και σήμερα καταβροχθίζεται από τον γαλαξία μας. Ο LKH ήταν ωστόσο, περίπου δέκα φορές λιγότερο μαζικός από το Μικρό Νέφος του Μαγγελάνου.Πριν από 11,8 δισεκατομμύρια χρόνια, δηλαδή μόλις περίπου δύο δισεκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, ο γαλαξίας μας ήταν πολύ μικρότερος. Επομένως ο LKH θα πρέπει να πρόσθεσε στο γαλαξία μας ένα σημαντικό κομμάτι μάζας αποτελούμενο από άστρα, αέριο και σκοτεινή ύλη.Η ανακάλυψη της συγχώνευσης προσθέτει ένα σημαντικό νέο γεγονός στην ιστορία του γαλαξία μας το οποίο αναμφίβολα επηρέασε την εξέλιξή του. Για παράδειγμα η σύγκρουση μπορεί να προκάλεσε ένα νέο κύμα σχηματισμού άστρων βοηθώντας το γαλαξία μας να μεγαλώσει. Παράλληλα η χημική σύσταση των άστρων που προέρχονταν από τον LKH θα επηρέασε τη συνολική χημική εξέλιξη του γαλαξία μας καθώς αυτά τα άστρα πέθαιναν και απελευθέρωναν τα κατάλοιπά τους στο διαστρικό μέσο από το οποίο θα σχηματίζονταν νέα άστρα.«Ορισμένες παλαιότερες μελέτες υποστήριζαν ότι τα πρώτα στάδια της εξέλιξης του γαλαξία μας καθορίστηκαν αποκλειστικά από άστρα που γεννήθηκαν μέσα στον ίδιο τον γαλαξία. Εδώ δείξαμε ότι πρέπει να λάβουμε υπόψη και άστρα που γεννήθηκαν σε εξωτερικούς γαλαξίες» εξηγεί Η Ζερμπινάτι.Να σημειωθεί ότι τα τελευταία χρόνια σειρά μελετών έχει υποδείξει περισσότερες από 10 συγκρούσεις που είχε ο γαλαξίας μας στην ιστορία της ύπαρξης του από τις οποίες βγήκε νικητής και μάλιστα σε ορισμένες περιπτώσεις «αντίπαλοι» του ήταν μεγαλύτεροι σε μέγεθος γαλαξίες γεγονός που αντιβαίνει τη συνήθη εξέλιξη γαλαξιακών συγκρούσεων όπου κατά βάση επικρατεί ο μεγαλύτερος γαλαξίας.

Πάνω αριστερά στην καλλιτεχνική απεικόνιση εικονίζεται ο νάνος γαλαξίας κατά τη διαδικασία σύγκρουσης με το δικό μας γαλαξία οταν αυτός δεν είχε ακόμη τη σημερινή σπειροειδή μορφή του.

https://www.naftemporiki.gr/techscience/2151305/etsi-ftiachtikan-ta-kosmika-toyvla-me-ta-opoia-chtistike-o-galaxias-mas/