Poszukiwanie galaktycznych źródeł strumieni gwiazd
Droga Mleczna opleciona jest długimi strumieniami gwiazd, które zawierają wskazówki dotyczące wszystkiego, od historii naszej galaktyki po naturę ciemnej materii. Nowe badania pozwoliły zidentyfikować prawdopodobne pochodzenie niektórych z tych subtelnych wstęg.
Strumienie gwiazd to skupiska gwiazd, które są zgrupowane w wydłużone włókna biegnące łukiem wokół galaktyki-gospodarza. Uważa się, że włókna te powstają, gdy protoplasta strumienia – jak gromada kulista lub satelitarna galaktyka karłowata – zostaje zakłócona przez siły pływowe galaktyki gospodarza. Gwiazdy są wyciągane z protoplasty w strumień pływowy, który następnie okrąża galaktykę-gospodarza; sama rodzima galaktyka może pozostać połączona ze strumieniem, orbitować oddzielnie lub całkowicie się rozpadać.
Obserwowaliśmy strumienie gwiazd w innych galaktykach (takich jak NGC 5907), ale nie musimy szukać tak daleko – nasza własna Droga Mleczna jest gospodarzem ponad 60 skatalogowanych strumieni. Spośród tych cienkich smug tylko kilka zostało powiązanych ze znanym gospodarzem, takim jak ocalała gromada kulista. Reszta ma nieznane pochodzenie, co pozostawia wiele otwartych pytań, na które dopiero teraz, dzięki obecnym obserwacjom, można znaleźć odpowiedzi.
W najnowszych badaniach prowadzonych przez Anę Bonaca (Centrum Astrofizyki | Harvard & Smithsonian), zespół naukowców wykorzystał niesamowitą precyzję obserwatorium kosmicznego Gaia do poszukiwania pochodzenia 23 zimnych strumieni gwiazd w halo Drogi Mlecznej.
Bonaca i jej współpracownicy wykorzystują poprawione ruchy właściwe, dostarczone z Gaia's Early Data Release 3 dla gwiazd w tych 23 strumieniach. Analizując energie i momenty pędu 3D tych strumieni oraz badając ich rozmieszczenie w przestrzeni fizycznej, autorzy są w stanie zidentyfikować prawdopodobnych protoplastów dla większości strumieni.
Zgodnie z wynikami autorów pracy, tylko jeden z tych strumieni pochodzi z gromady kulistej, która narodziła się w Drodze Mlecznej. Zdecydowana większość pochodzi od galaktyk karłowatych, które uległy akrecji przez Drogę Mleczną. Niektóre z tych strumieni zostały wytworzone przez same galaktyki karłowate; inne powstały prawdopodobnie z zaburzonych gromad kulistych, które krążyły wokół tych galaktyk karłowatych.
Kilka z 23 strumieni ma podobne właściwości, co sugeruje, że wiele z nich pochodzi od tego samego protoplasty. Autorzy identyfikują oryginalnych kandydatów na gospodarzy galaktyk karłowatych dla 20 z tych strumieni i wskazują 6 konkretnych gromad kulistych jako źródła ośmiu z nich.
Mapa nieba pokazująca 6 gromad kulistych (krzyżyki), które autorzy wiążą
z 8 strumieniami gwiazd (kółka). Źródło: Bonaca i inni, 2021
Co możemy zrobić z tymi informacjami? Zrozumienie pochodzenia tych strumieni gwiazd pozwala nam lepiej prześledzić ich ścieżki, jak długo krążyły po orbitach i jakie inne oddziaływania grawitacyjne mogły mieć miejsce z czasem. Szczegóły te są cenne nie tylko dla zrozumienia ewolucji galaktyk, ale również dla stworzenia mapy rozkładu ciemnej materii w naszej galaktyce oraz badania struktury ciemnej materii w galaktykach goszczących strumienie.
Dalsze rozszerzenie pracy zespołu na inne strumienie gwiazd krążące wokół Drogi Mlecznej będzie zależało od kontynuacji pomiarów ruchu właściwego tych słabych i odległych źródeł. Czekamy zatem na przyszłe wyniki z danych z Gai.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Źródło:
