Michelle Starr
6 iulie 2020
Când ieși afară și privești cerul într-o noapte senină, se pare că nimic altceva nu ar putea fi la fel de senin și pașnic. Dar multe dintre acele stele aparent pașnice sunt dovezi ale unei istorii turbulente - și acum învățăm să le deblocăm secretele.
Folosind datele din sondajul cartografic al Căii Lactee Gaia, astronomii au descoperit un vast flux de stele despre care cred că sunt rămășițele unei galaxii pitice masive care a fost târâtă pe discul galactic înainte de a fi sfâșiată. Ei au numit pârâul Nyx, după zeița greacă a nopții.
Conform modelului standard al evoluției Universului, galaxiile cresc prin fuzionarea și absorbirea galaxiilor mai mici - procesul de acumulare. De fapt, există o mulțime de dovezi ale acestui fapt în Calea Lactee: au fost identificate o serie de fluxuri care au fost legate de galaxii pitice și grupuri globulare perturbate de forțele mareelor galaxiei.
Apoi a apărut satelitul Gaia. A fost lansat în 2013 și de atunci colectează date pentru a produce cea mai precisă hartă 3D de până acum a Căii Lactee. Studiază cu atenție mișcările adecvate, viteza radială și distanțele stelelor pentru a determina unde este totul și cum se mișcă.
Acest lucru dezvăluie în detaliu fără precedent istoria altercațiilor Căii Lactee cu alte pete de stele - cum ar fi Antlia 2, galaxia sferoidală pitică din Săgetător și, um, cârnatul Gaia. Ca să nu mai vorbim de pârâul stelar Pești-Eridanus, considerat a fi ceea ce a mai rămas dintr-un grup stelar.
Dar toate acestea au fost identificate căutând lucruri care se mișcă și sunt construite diferit. Este mult mai greu să identifici o galaxie mărunțită care se potrivește. Stelele care se mișcă odată cu rotația discului galactic și au compoziții chimice similare cu stelele care s-au format aici ar putea fi trecute cu vederea.
Deci, fizicianul teoretic Lina Necib din Caltech și colegii săi au aplicat o rețea neuronală pentru a construi un catalog de stele din cea de-a doua versiune de date Gaia care fusese aruncată în galaxie, mai degrabă decât să se fi născut aici.
„Rețeaua”, au explicat cercetătorii în lucrarea lor, „ia ca intrări cinematica în cinci dimensiuni a fiecărei stele (două coordonate unghiulare, două mișcări proprii și paralaxă) și apoi scoate un scor asociat cu probabilitatea ca steaua să fie acumulată . "
Când au extras stelele despre care rețeaua neuronală era mai sigură că au fost acumulate, echipa a găsit un grup de 232 de stele care se mișcau toate într-o mișcare progradă - adică cu rotația galaxiei - și cu compoziții chimice similare. Acest grup nu fusese asociat anterior cu niciun alt flux stelar.
Când au simulat orbitele acestor stele cu 1 miliard de ani în trecut, echipa a descoperit că aveau proprietăți orbitale care erau diferite de stelele atât pe discul gros al Căii Lactee, cât și pe discul subțire.
"Cuplând această observație cu faptul că Nyx rămâne în spatele discului cu
90kms −1 și are o componentă a vitezei radiale substanțiale face un caz puternic că este rezultatul unei fuziuni prin satelit ", au scris cercetătorii.
Grupurile stelare care se deplasează împreună pot fi create prin alte mijloace, cum ar fi rezonanțele generate de perturbarea din bara galactică sau undele de densitate în brațele spirale, dar acestea nu se potrivesc cu Nyx. Simularea acestor fenomene nu ar putea produce decalajul lui Nyx fără a provoca alte efecte care nu au fost identificate în date.
Cea mai potrivită pentru datele lor, crede echipa, este o galaxie pitică care, la un moment dat în lunga istorie a Căii Lactee, a încetinit, apoi s-a întins pe măsură ce stelele au început să orbiteze în centrul Căii Lactee.
Și când cercetătorii și-au repetat studiul cu o certitudine ușor relaxată, au găsit un alt grup de stele care se potrivea aproape exact cu fluxul Nyx. Orbita galactică progradă și compozițiile chimice au fost aceleași - dar al doilea grup a avut viteza radială opusă. Acest lucru este, de asemenea, în concordanță cu modelul galaxiei pitice, deoarece simulările au arătat că al doilea grup ar putea fi resturi dintr-un pasaj separat al aceleiași galaxii pitice.
Este probabil ca Nyx să conțină stele care nu au fost identificate în acest studiu, deoarece au căzut în afara parametrilor stricți alimentați în rețeaua neuronală. Însă cercetările viitoare ar putea ajuta la luminarea acestui eveniment - când s-a întâmplat, cum s-a întâmplat și cât de masivă a fost acea galaxie pitică.
Și, din moment ce există, de asemenea, dovezi că populațiile de stele acumulate se corelează cu ciorchini de materie întunecată despre care se crede că au fost înclinați în fuziune împreună cu stelele, Nyx ne poate ajuta să înțelegem modul în care astfel de fuziuni contribuie la discul de materie întunecată al unei galaxii.
"Dacă Nyx este într-adevăr rezultatul unei astfel de fuziuni, atunci ar oferi dovezi pentru stelele prograde acumulate și, potențial, o componentă a materiei întunecate care o însoțește într-un flux sau disc", au scris cercetătorii.
"Prezența unei astfel de componente de materie întunecată ar modifica substanțial înțelegerea noastră actuală a distribuției fazei-spațiu a materiei întunecate locale și ar avea ramificații importante pentru căutările terestre ale particulei de materie întunecată".
Cercetarea a fost publicată în Nature.