Внутри Млечного Пути нашли следы галактики, поглощённой миллиарды лет назад

Внутри Млечного Пути учёные обнаружили следы предыдущих слияний галактик. В том числе карликовой галактики Локи из древней Вселенной, которая была поглощена ещё в первые миллиарды лет после Большого взрыва. Двадцать необычных звёзд в Млечном Пути, которые нашли учёные, оказались не просто случайными гостями в нашей галактике, а «костями» давно «съеденной» галактики Локи. И это ещё одна подсказка к тому, как появилась наша галактика: не сразу, а через цепочку древних поглощений.

Млечный путь поглотил галактику Локи: учёные обнаружили её останки

Как Млечный Путь собирался из других галактик

Млечный Путь — не цельная конструкция, которая появилась в готовом виде. Крупные галактики собираются постепенно, на протяжении миллиардов лет, из столкновений и слияний с более мелкими. Вскоре после Большого взрыва материя начала слипаться в облака газа, из которых формировались первые примитивные галактики. Эти маленькие системы падали друг на друга, объединялись и понемногу вырастали в те масштабные структуры, которые мы наблюдаем сегодня.

Примерно так же, как из множества ручьёв складывается большая река, из десятков карликовых галактик сложился Млечный Путь. И следы этих древних слияний до сих пор можно найти — если знать, куда смотреть. Астрономы обнаружили конец галактики Млечный Путь и выяснили, что она значительно больше, чем казалось, а значит, и слияний за её историю было немало.

Новое исследование как раз посвящено одному из таких древних слияний. Группа астрономов изучила 20 старых звёзд с очень низким содержанием металлов, которые обращаются неожиданно близко к галактическому диску — плоской вращающейся области, где находится и наше Солнце.

Астрономы обнаружили в Млечном Пути несколько странных звезд, которые, возможно, когда-то принадлежали другой галактике.

Что металлы в звёздах говорят об их возрасте

Чтобы понять, почему эти 20 звёзд так заинтересовали учёных, нужно разобраться, что такое металличность. Самые первые звёзды во Вселенной состояли почти исключительно из водорода и гелия — ничего тяжелее в то время ещё не существовало. Более тяжёлые элементы, которые астрономы по традиции называют «металлами» (даже углерод и кислород), появились только внутри этих первых звёзд благодаря термоядерному синтезу.

Когда первые звёзды взрывались, они обогащали окружающий газ тяжёлыми элементами. Следующее поколение звёзд рождалось уже из чуть более «металлического» материала. И так далее — каждое новое поколение немного богаче предыдущего. Содержание металлов в звезде работает как химические часы: чем меньше металлов, тем древнее звезда.

Звёзды, найденные исследователями, оказались крайне бедны металлами, что указывает на их почтенный возраст. Но вот загадка: обычно такие древние звёзды обнаруживают в гало — огромной сферической области вокруг галактического диска. А эти двадцать звёзд находились совсем рядом с диском, в пределах 6500 световых лет от Солнца.

Предполагается, что за свою 12-миллиардную историю Млечный Путь слился с десятком или более карликовых галактик. На этой карте, составленной с помощью телескопа Gaia, фиолетовым цветом обозначены звездные скопления, образовавшиеся в результате предполагаемых слияний.

«Обычно звёзды в диске богаты металлами и относительно молоды, как Солнце, — пояснил ведущий автор исследования Федерико Сестито. — А наши звёзды старые и очень бедны металлами, как звёзды в карликовых галактиках».

Почему звёзды Локи движутся в разные стороны

Ещё одна странность оказалась связана с направлением движения этих звёзд. Часть из них двигалась в ту же сторону, что и общее вращение Млечного Пути, а часть — в противоположную. При этом химический состав обеих групп был одинаковым, то есть все звёзды, скорее всего, родились в одной и той же среде.

Объяснить, как звёзды из одного источника могли разлететься в противоположных направлениях, помогли компьютерные модели формирования галактик. Если слияние произошло достаточно рано, когда молодой Млечный Путь был ещё лёгким и не успел закрутиться в стабильный диск, падающая карликовая галактика могла разбросать свои звёзды во все стороны. Так появляются и другие чужие звёзды в нашей галактике, происхождение которых приходится восстанавливать по движению и составу.

Карта Млечного Пути, полученная со спутника ESA «Планк». Горизонтальный диск Млечного Пути содержит следы предыдущих слияний галактик.

«Ранняя история слияний крупной галактики могла быть очень хаотичной — множество мелких систем сталкивались и рассеивали свои звёзды по самым разным орбитам», — объяснил Федерико Сестито.

Моделирование показало, что одна карликовая галактика, поглощённая более 10 миллиардов лет назад, могла оставить именно такой орбитальный рисунок, который наблюдают астрономы. Расчёты также позволили оценить общую массу этой галактики — около 1,4 миллиарда солнечных масс.

Почему древнюю поглощённую галактику назвали Локи

Команда дала найденной поглощённой галактике имя Локи — в честь скандинавского бога хитрости и обмана.

«В скандинавской мифологии Локи — бог обмана, и, поскольку он хитрец, его намерения трудно понять, — сказал Федерико Сестито. — Точно так же нам было непросто понять происхождение этих звезд».

Имя подходит идеально. Эти звёзды выглядят «неправильно» для того места, где находятся, и объяснить их поведение оказалось действительно непросто. Они слишком древние и бедные металлами для диска, но слишком близко к нему для типичных обитателей гало.

Еще больше познавательных статей вы найдете в нашем Telegram-канале. Подпишитесь прямо сейчас!

Наша галактика хранит в себе следы самых первых примитивных галактик молодой Вселенной. И это лишь один из фактов о Млечном Пути, которые показывают, насколько странно устроен наш космический дом. Обнаружить такие следы в перенаселённом диске довольно непросто, но именно там могут скрываться ключевые подсказки о том, как именно Млечный Путь стал таким, каким мы его знаем сейчас.