Утворення Сонця, Сонячної системи та подальше виникнення життя на Землі можуть бути наслідком зіткнення між нашою галактикою і меншою зоряною системою під назвою карликова галактика Стрільця (Sagittarius dwarf galaxy), виявленою в 1990-х роках біля Молочного Шляху.

Астрономи знають, що галактика Стрільця неодноразово проходила крізь диск Молочного Шляху, бо її орбіта навколо ядра Галактики стискається внаслідок гравітаційних сил. Попередні дослідження вказували на те, що карликова галактика Стрільця суттєво вплинула на рухи зір в Молочному Шляху. Окремі науковці навіть стверджують, що в 10 000 разів масивніша спіральна структура Молочного Шляху може бути результатом щонайменше трьох відомих зіткнень з галактикою Стрільця за останні шість мільярдів років.

Нове дослідження, засноване на даних, зібраних місією «Гайя» (Gaia) Європейського космічного агентства (European Space Agency, ESA), вперше виявило, що вплив галактики Стрільця на Молочний Шлях може бути істотнішим. Коливання, спричинені зіткненнями, ймовірно, спричинили основні етапи утворення зір, один з яких приблизно збігається з часом утворення Сонця близько 4,7 мільярда років тому.

«Наявні моделі вказують на те, що галактика Стрільця стикалася з Молочним Шляхом тричі — спочатку близько п’яти—шести мільярдів років тому, потім близько двох мільярдів років тому і, нарешті, один мільярд років тому», — сказав Томаш Руїс-Лара (Tomás Ruiz-Lara), науковець з Інституту астрофізики Канарських островів (Instituto de Astrofísica de Canarias, IAC) на Тенеріфе в Іспанії, та головний автор нового дослідження. Його результати оприлюднив журнал Nature Astronomy.

«Розглянувши дані від Gaia, ми виявили три періоди інтенсивного утворення зір в Галактиці, які досягли свого найвищого рівня: 5,7 мільярда років тому, 1,9 мільярда років тому та 1 мільярд років тому. Це відповідає часу, коли, як вважають астрономи, галактика Стрільця проходила крізь диск Молочного Шляху».

Брижі на воді

Дослідники розглядали світності, відстані та кольори зір у сфері близько 6500 світлових років навколо Сонця та порівнювали дані з наявними моделями еволюції зір. За словами Томаша, уявлення про те, що карликова галактика, можливо, спричинила такий вплив, має багато сенсу.

«На початку ви маєте відносно спокійну галактику Молочний Шлях», — каже Томаш. «Після початкової бурхливої ​​епохи утворення зір, частково спричиненої попереднім злиттям, як ми показали в раніше виконаному дослідженні, Молочний Шлях досяг збалансованого стану, коли відбувається постійний процес формування зір. Раптом у вас врізається галактика Стрільця і порушує рівновагу, внаслідок чого весь раніше нерухомий газ і пил великої галактики сколихнувся навколо місця зіткнення, як брижі на воді».

Карликова галактика Стрільця протягом багатьох мільярдів років обертається навколо Молочного Шляху. Оскільки наша галактика в 10 000 разів масивніша, то її гравітація поступово стиснула орбіту «Стрільця» і вона почала стикатися з диском Галактики. Згідно з новим дослідженням, три відомі зіткнення між галактикою Стрільця і Молочним Шляхом спричинили основні етапи формування зір, в одному з яких, можливо, виникла Сонячна система. Фото з сайту www.esa.int.

У деяких ділянках Молочного Шляху ці коливання призводили б до підвищення концентрації пилу та газу, при цьому спорожнюючи інші. Тоді висока щільність речовини в цих ділянках спричинила б утворення нових зір.

«Схоже, що галактика Стрільця не тільки формувала будову й впливала на рухи зір у Молочному Шляху, але ця взаємодія також привела до нарощування Галактики», — сказала Карме Галларт (Carme Gallart), співавтор статті, яка також працює в IAC. «Здається, суттєва частина зоряної маси Молочного Шляху була сформована завдяки взаємодії з галактикою Стрільця й інакше б не існувала».

Народження Сонця

Насправді здається можливим, що навіть Сонце та його планети не існували б, якби карликова галактика Стрільця не потрапила у пастку сили тяжіння Молочного Шляху і врешті не проходила крізь його диск.

«Сонце утворилося в той час, коли формування зір у Молочному Шляху спричинив перше зіткнення з галактикою Стрільця», — сказала Карме. «Ми не знаємо, стиснулась чи не стиснулась конкретна хмара газу та пилу, що перетворилася на Сонце через вплив “Стрільця”. Але це можливий сценарій, оскільки вік Сонця відповідає віку зір, сформованих внаслідок зіткнення Молочного Шляху з галактикою Стрільця».

Карликова галактика Стрільця пройшла крізь галактичний диск в 10 000 разів масивнішого Молочного Шляху вперше близько шести мільярдів років тому. Зіткнення спричинило брижі в міжзоряних газопилових хмарах на той час відносно спокійного Молочного Шляху. Ще два зіткнення відбулися 2 мільярди та 1 мільярд років тому. Згідно з висновками статті, опублікованої в журналі Nature Astronomy в травні 2020 року, після кожного з цих зіткнень Галактика пережила періоди інтенсивного утворення зір.

Вплив галактики Стрільця на будову Молочного Шляху та рух в ньому зір описано раніше, але нові результати вперше показують, що карликова галактика, ймовірно, спричиняла накопичення зоряної маси в Молочному Шляху. Насправді наша материнська зоря, Сонце, сформувалася у період після першого відомого зіткнення. Науковці визнають: не можна довести, зруйнувалась чи не зруйнувалась конкретна хмара пилу та газу внаслідок зіткнення зі «Стрільцем», що спричинило формування Сонця. Тобто цілком імовірно — без карликової галактики, що перетинає диск Молочного Шляху, Земля та життя на ній, можливо б, не виникли. Відео з сайту www.esa.int.

Кожне зіткнення позбавляло «Стрільця» частини її газу та пилу, залишаючи галактику меншою після кожного проходу. Наявні дані свідчать про те, що галактика Стрільця, можливо, пройшла крізь диск Молочного Шляху зовсім недавно, за останні кілька сотень мільйонів років, і нині перебуває дуже близько до нього. Фактично, нове дослідження виявило нещодавній сплеск утворення зір, що припускає можливу нову хвилю народження зір.

За словами вченого проєкту ESA «Гайя» Тімо Прусті (Timo Prusti), таке детальне розуміння історії формування зір Молочного Шляху було б неможливим до появи Gaia — космічного телескопа, запущеного наприкінці 2013 року. Два випуски даних від якого в 2016 та 2018 роках докорінно змінили дослідження Молочного Шляху.

«Деякий аналіз історії утворення зір в Галактиці було виконано раніше, зважаючи на дані космічної місії ESA початку 90-х років Гіппаркос (Hipparcos)», — сказав Тімо. «Але ці спостереження стосувалися близьких до Сонця із. Вони не були репрезентативними й тому не дали змоги виявити ті сплески утворення зір, які ми бачимо в даних Gaia».

«Це справді уперше, коли ми бачимо докладну історію формування зірок Молочного Шляху. Це свідчить про наукову силу Gaia, яку ми спостерігаємо знову й знову в багатьох проривних дослідженнях протягом періоду тривалістю лише пару років».

За інф. з сайту www.esa.int