Astronomi znaju da galaksije vremenom rastu spajanjem sa drugim galaksijama. Možemo videti kako se to dešava u našoj galaksiji. Mlečni put polako apsorbuje Velike i Male Magelanove oblake i patuljastu sferoidnu galaksiju Strelca.
Po prvi put, astronomi su pronašli dokaze o drevnoj masovnoj migraciji zvezda u drugu galaksiju. Primetili su preko 7.000 zvezda u Andromedi (M31), našem najbližem susedu, koje su se spojile u galaksiju pre oko dve milijarde godina.
Rast i evolucija galaksija je vruća tema u astronomiji i jedan od razloga zašto svemirski teleskop Džejms Veb u poslednje vreme hvata mnogo naslova. Jedan od glavnih naučnih ciljeva JVST-a je da se osvrne u prošlost na najranije galaksije Univerzuma da bi razumeo kako su one porasle i evoluirale u ono što su danas. Ali to nije jedini teleskop koji može da rasvetli ovo pitanje.
„Galaksije poput M31 i našeg Mlečnog puta su izgrađene od građevinskih blokova mnogih manjih galaksija tokom kosmičke istorije.
Arjun Dei, NOIRLab
Ova nova zapažanja Andromede i unutrašnje migracije zvezda potiču iz spektroskopskog instrumenta tamne energije (DESI). Napravljen je da meri efekat tamne energije na širenje Univerzuma. To radi tako što prikuplja optičke spektre na desetinama miliona objekata, uglavnom galaksija i kvazara, a zatim konstruiše 3D mapu rezultata.
DESI je sličan poznatijoj svemirskoj letelici Gaia. Gaia ima ambiciozan cilj da precizno mapira položaje i kretanja milijardi zvezda u Mlečnom putu. Podaci o Gaii doveli su do mnoštva otkrića o našoj galaksiji. Ali to je ograničeno na mapiranje zvezda na Mlečnom putu.
Sada, zahvaljujući DESI-ju, astronomi po prvi put imaju bar delimičnu mapu zvezda u Andromedi. A ta mapa, uključujući kretanje skoro 7.500 zvezda u unutrašnjem oreolu Andromedine galaksije, otkriva njihovu istoriju.
Ovi rezultati su u novom radu pod naslovom „DESI zapažanja galaksije Andromeda: otkrivanje istorije imigracije našeg najbližeg suseda“. Pojaviće se u The Astrophisical Journal, a glavni autor je Arjun Dei, astronom iz NOIRLab-a Nacionalne naučne fondacije, ustanove odgovorne za DESI.
DESI pokazuje da se pre oko dve milijarde godina još jedna galaksija spojila sa Andromedom. Položaji i kretanja oko 7.500 zvezda koje je DESI izmerio otkrivaju da su one došle iz druge galaksije. Teorija nam je rekla da su tako Andromeda i druge galaksije postale tako masivne, ali sada postoji sve veći broj jasnih dokaza.
„Naša nova zapažanja najbližeg velikog galaktičkog suseda Mlečnog puta, galaksije Andromeda, otkrivaju dokaze o događaju galaktičke imigracije sa izuzetnim detaljima“, objasnio je glavni autor Dei. „Iako noćno nebo može izgledati nepromenljivo, Univerzum je dinamično mesto. Galaksije poput M31 i našeg Mlečnog puta su konstruisane od građevinskih blokova mnogih manjih galaksija tokom kosmičke istorije.“
Mlečni put je doživeo slično spajanje pre 8 do 10 milijardi godina. Većina zvezda u oreolu naše galaksije nastala je u drugoj galaksiji i pridružila se Mlečnom putu kao rezultat drevnog spajanja. Astronomi mogu saznati više o drevnoj istoriji Mlečnog puta tako što će pažljivo posmatrati ovaj sličan, noviji događaj spajanja u Andromedi.
„Nikada ranije to nismo videli tako jasno u kretanju zvezda, niti smo videli neke od struktura koje su rezultat ovog spajanja“, rekao je Sergej Koposov, astrofizičar sa Univerziteta u Edinburgu i koautor rada. „Naša slika koja se pojavljuje je da je istorija galaksije Andromeda slična onoj naše sopstvene galaksije, Mlečnog puta. Unutrašnjim oreolima obe galaksije dominira jedan događaj imigracije.“
Po prvi put dobijamo uvid u strukture koje su nastale kao rezultat spajanja. „Očekivani opservacijski potpisi galaktičke migracije uključuju tokove krhotina, školjke, prstenove i perjanice, očekivane ishode interakcija spajanja velikih galaksija i njihovih pratilaca“, pišu autori u svom radu.
„Pronalazimo jasne kinematičke dokaze za strukture školjki u Giant Stellar Stream, regionima severoistočnog i Zapadnog šelfa“, navodi list. „Kinematika je izuzetno slična predviđanjima dinamičkih modela konstruisanih da objasne prostornu morfologiju unutrašnjeg oreola. Rezultati su u skladu sa tumačenjem da je veći deo podstrukture u unutrašnjem oreolu M31 proizveden jednim događajem galaktičke imigracije 1 –2 Gir pre.”
„Dok su nagoveštaji koherentnih struktura ranije otkriveni u M31, ovo je prvi put da su viđene sa takvim detaljima i jasnoćom u galaksiji izvan Mlečnog puta“, pišu autori u svom radu. „Zapažanja otkrivaju složenu koherentnu kinematičku strukturu u pozicijama i brzinama pojedinačnih zvezda: tokovi, klinovi i ševroni.
Iako položaji i brzine 7.500 zvezda igraju glavnu ulogu u ovim nalazima, takođe je imala i metalnost zvezda. Tim je pronašao zvezde visokog metala u svim podstrukturama koje su nastale spajanjem. „Pronalazimo značajan broj zvezda bogatih metalima u svim otkrivenim podstrukturama, što sugeriše da je galaksija progenitor (ili galaksije) imala produženu istoriju formiranja zvezda, jednu možda reprezentativniju za masivnije galaksije“, objašnjavaju autori u svom zaključku.
Studija naglašava sličnosti između Andromede i Mlečnog puta, jačajući teorijsku ideju da spajanja igraju ključnu ulogu u galaktičkoj evoluciji i rastu. „M31 je izuzetno sličan Mlečnom putu po tome što unutrašnjim oreolima obe galaksije dominiraju zvezde iz jednog događaja akrecije“, navodi se u listu. „Zaista, nedavna studija kinematike zvezda Mlečnog puta u blizini Sunca izveštava o kinematičkim podstrukturama u obliku ševrona koje podsećaju na one koje su ovde objavljene.
DESI-jeva moć je u potpunosti prikazana u ovom istraživanju. Rezultati proizilaze iz sposobnosti DESI-ja da prikupi spektre od 5.000 objekata istovremeno. Ovaj složeni instrument je najmoćniji spektrograf za ispitivanje više objekata na svetu i može da rekonfiguriše svojih 5.000 odvojenih fokalnih ravni za samo dva minuta dok se kreće između ciljeva.
„Neverovatno je da možemo da gledamo u nebo i čitamo milijarde godina istorije druge galaksije kako je zapisana u kretanju njenih zvezda.
Joan R. Najita, NOIRLab.
Dizajniran je za merenje spektra preko 40 milijardi udaljenih galaksija i kvazara kako bi se mapirala velika struktura Univerzuma i kako tamna energija podstiče njegovo širenje. Usput nam pokazuje kako se galaksije spajaju tokom vremena.
„Ova nauka nije mogla da se uradi ni u jednom drugom objektu na svetu. Neverovatna efikasnost, propusnost i vidno polje DESI čine ga najboljim sistemom na svetu za sprovođenje istraživanja zvezda u galaksiji Andromeda“, rekao je Dei . „Za samo nekoliko sati posmatranja, DESI je uspeo da nadmaši više od decenije spektroskopije sa mnogo većim teleskopima.“
„Neverovatno je da možemo da gledamo u nebo i čitamo milijarde godina istorije druge galaksije kako je zapisana u kretanju njenih zvezda – svaka zvezda priča deo priče“, rekla je koautorka Džoan R. Najita, takođe u NOIRLab-u . „Naša početna zapažanja premašila su naša najluđa očekivanja i sada se nadamo da ćemo sprovesti istraživanje čitavog oreola M31 sa DESI. Ko zna kakva nova otkrića čekaju!“
