Науковці, які досліджують еволюцію Галактики за даними Слоанівського цифрового огляду неба (Sloan Digital Sky Survey, SDSS) обсерваторії Апачі-Пойнт (Apache Point Observatory Galactic Evolution Experiment, APOGEE), виявили «викопну галактику», заховану в глибинах нашого Чумацького Шляху.

Цей результат, оприлюднений в журналі «Щомісячні повідомлення Королівського астрономічного товариства», може змінити наше розуміння того, як Молочний Шлях виріс у галактику, яку ми бачимо нині.

Виявлена викопна галактика могла зіткнутися з Молочним Шляхом десять мільярдів років тому, коли наша галактика була ще в зародковому стані. Астрономи назвали її Геракл, на честь давньогрецького героя, який отримав дар безсмертя, коли утворився мітичний Молочний Шлях.

Залишки Геракла становлять близько третини сферичного гало Молочного Шляху. Але якщо зорі та газ із Геракла складають такий великий відсоток гало нашої галактики, чому ми цього раніше не бачили? Відповідь полягає в тому, що його залишки містяться глибоко в Молочному Шляху.

«Щоб знайти “скам’янілу” галактику, схожу на цю, нам довелося розглянути детальний хімічний склад і рухи десятків тисяч зір», — сказав Рікардо Скьявон (Ricardo Schiavon) з Ліверпульського університету імені Джона Муреса (Liverpool John Moores University, LJMU)) у Великобританії, головний учасник дослідницької групи. «Це особливо важко зробити для зір в центрі Молочного Шляху, бо вони приховані від очей хмарами міжзоряного пилу. APOGEE дозволяє нам проникнути крізь цей пил і побачити глибше в центр Молочного Шляху, ніж будь-коли раніше».

Зображення зір в Молочному Шляху, як їх видно із Землі. Кольорові кільця показують приблизний об’єм космічного простору, де містяться зорі, що належали до викопної галактики, відомої як Геракл. Малі об’єкти внизу праворуч на зображенні — це Велика та Мала Магелланові Хмари, дві невеликі галактики, що є супутниками Молочного Шляху. Фото з сайту https://phys.org.

У проєкті APOGEE цього досягають, використовуючи спектри зір у ближньому інфрачервоному світлі, замість видимого світла, яке поглинає пил. Упродовж десяти років спостережень APOGEE отримав спектри понад півмільйона зір по всьому Молочному Шляху, зокрема й в закритому раніше пилом ядрі.

Аспірант Денні Горта (Danny Horta) з LJMU, перший автор статті, в якій оприлюднено результат досліджень, пояснив: «вивчення такої великої кількості зір потрібно для пошуку незвичних зір у густонаселеному центрі Молочного Шляху, що схоже на пошук голок у копиця сіна». Щоб відокремити зорі, які належать Гераклу, від зір Молочного Шляху, науковці скористалися даними як про хімічний склад, так і швидкості зір, виміряні приладом APOGEE.

«З десятків тисяч зір, які ми розглядали, кілька сотень мали разюче різні хімічні склади та швидкості», — сказав Горта. «Ці зорі такі різні, що вони могли походити лише з іншої галактики. Докладно вивчивши їх, ми могли б простежити точне місце розташування та історію цієї викопної галактики».

Оскільки галактики формуються шляхом злиття менших галактик протягом певного часу, залишки старих галактик часто помітні у зовнішньому гало Молочного Шляху — величезної, але дуже розрідженої хмари зір, що огортає диск Галактики. Але оскільки наша галактика формувалася від її центра, у пошуках слідів найперших злиттів треба розглядати центральну частину гало Молочного Шляху, яка прихована глибоко всередині диска і балджа.

Цей фільм — це комп'ютерне моделювання процесу формування такої галактики, як Молочний Шлях, від самого початку до тепер (загальний відтинок часу становить 13 мільярдів років). Головна галактика зростає, оскільки з нею зливається багато маленьких галактик. Геракл нагадує одну з менших галактик, яка на початку процесу злилася з Молочним Шляхом. Автор: Тед Маккерет на основі моделювання EAGLE. Відео з сайту https://phys.org.

Зорі, які спочатку належали Гераклу, складають приблизно третину маси нинішнього гало Молочного Шляху. Це вказує на те, що нещодавно виявлене стародавнє зіткнення мало бути головною подією в історії нашої галактики. Можливо, це є свідченням того, що наша галактика незвична, адже більшість схожих масивних спіральних галактик формувалися набагато спокійніше.

«Як наш космічний дім, Молочний Шлях вже є для нас особливим, але ця древня галактика, закопана всередині, робить його ще більш особливим», — сказав Скьявон.

Карен Мастерс (Karen Masters), прес-секретар SDSS-IV зауважив: «APOGEE — це один з флагманських оглядів четвертого етапу SDSS, і цей результат є прикладом дивовижної науки, яку може тепер зробити кожен, коли ми майже завершили цей етап, що тривав упродовж десяти років».

І час нових відкриттів не закінчиться із завершенням спостережень APOGEE. П’ятий етап SDSS вже розпочато, і його «Картограф Молочного Шляху» буде спиратися на результати APOGEE, щоб визначити спектри в десять разів більшої кількості зір у всіх частинах Молочного Шляху, використовуючи ближнє інфрачервоне світло, видиме світло, а іноді й те, й інше.

За інф. з сайту https://phys.org