Астрономы расследовали захват и поглощение галактики Гайя-Колбаса-Энцелад

Согласно вычислениям астрономов, миллиарды лет назад наша Галактика столкнулась с другой, имевшей противоположное направление вращения галактического диска. Заметная часть наших звезд, в особенности темной материи, появилась именно после этого поглощения. Соответствующая статья опубликована в The Astrophysical Journal

Мы живем в спиральной галактике Млечный Путь, которая имеет примерный диаметр диска в 200 тысяч световых лет. Диск — видимая часть, основная масса галактики находится в ее гало — сферической области, в которую погружен диск. В гало крайне мало видимых объектов, зато много невидимой темной материи. Количество звезд в нашей Галактике пока не ясно, но вряд ли оно меньше 200 миллиардов, а планет, видимо, еще больше. Астрономы довольно давно обнаруживают здесь следы звезд, которые заметно древнее основного ее населения — вплоть до 13,5 миллиарда лет (то есть они возникли почти сразу после Большого взрыва).

Значительная их часть входит в шаровые скопления — древние компактные образования, наличие которых в «неправильных» местах, где обычно шаровых скоплений нет, указывает на то, что в прошлом они были захвачены в состав Млечного Пути в результате его слияний с другими древними галактиками. Часть таких звезд вращается «против шерсти» (не так, как вся галактика), а часть имеет крайне вытянутую орбиту, внутренняя часть которой приближается к центральным областям Млечного Пути, а внешняя лежит далеко за краем его звездного диска.

Вопросы о том, как и когда происходило это слияние и какими были параметры захваченных галактик, значимы. От них зависит понимание скорости эволюции галактик в целом и их типичных размеров в ранней Вселенной. Дело в том, что сейчас в этих вопросах остаются существенные неясности: многие сверхмассивные черные дыры в центрах древних галактик из ранней Вселенной, которую мы наблюдаем в телескопах на больших красных смещениях, имеют слишком большую массу. Настолько, что неясно, как именно они могли бы успеть сформироваться столь массивными за считаные сотни миллионов лет.

Теперь астрономы из США, Канады и Австралии попробовали смоделировать последнее столкновение Млечного Пути с крупными галактиками древности. Такими скоплениями считаются Messier 2, Messier 56, Messier 75, Messier 79, NGC 1851, NGC 2298 и NGC 5286. Ориентируясь на имеющиеся в Галактике древние шаровые скопления с «неправильными» скоростями движения и положениями, авторы новой работы смогли заметно уточнить время этого события и параметры поглощенной галактики.

Оказалось, слияние произошло около 8-10 миллиардов лет назад. Наиболее вероятная масса галактики Гайя-Колбаса-Энцелад — около 500 миллионов масс солнца обычной материи и 200 миллиардов масс солнца темной материи. Иными словами, она была довольно бедна звездами в сравнении с современным Млечным Путем, но зато располагала большим количеством темной материи. Всего поглощенный объект дал Галактике 20% от массы ее нынешней темной материи и 50% от массы ее звездного гало, то есть звезд, находящихся во внешних по отношению к нашему галактическому диску районах.

Заметная часть из них вращается в ретроградных группах — против направления вращения основной части диска Млечного Пути. Авторы связывают это с тем, что исходная галактика имела противоположное нашей направление вращения.