Чумацький Шлях, у якому ми живемо, ніколи не був статичним об'єктом. Наша галактика росла не лише завдяки народженню нових зірок з газових хмар, а й поглинаючи менші галактики разом з їхніми зірками, газом і темною матерією. Найвідоміше з таких злиттів — з карликовою галактикою Стрільця, яке почалося понад 6 мільярдів років тому і триває досі. Раніше, близько 10 мільярдів років тому, Чумацький Шлях поглинув галактику Гая-Сосиска-Енцелад, і цей епізод істотно вплинув на структуру зоряного диска нашої галактики.
Але й ця подія — не найдавніша сторінка галактичної біографії. Спостереження та комп'ютерні моделі давно натякали на ще одне велике злиття, що передувало обом згаданим, проте деталі цієї події роками залишалися предметом суперечок. Нова робота команди на чолі з Давіде Массарі з Обсерваторії астрофізики і космічних наук Болоньї, побудована на даних телескопа Габбл і місії Gaia, нарешті дає цій події чіткі обриси. Злиття сталося приблизно 11,8 мільярда років тому, тобто лише через 2 мільярди років після Великого вибуху — на 1,8 мільярда років раніше за все, що вдавалося встановити досі.
Кулясті скупчення як археологічні шари
Що глибше в минуле намагаються зазирнути дослідники, то важче відновити картину подій. Молодий Чумацький Шлях був набагато меншим і за розмірами близьким до галактик, з якими стикався. Він також був хаотичнішим, і сліди давніх злиттів могли просто розмитися за мільярди років.
Саме в це туманне минуле й зазирнув Габбл. Дослідники зосередилися на кулястих зоряних скупченнях — щільних, майже сферичних зібраннях від десятків тисяч до кількох мільйонів зірок. Такі скупчення містять одні з найстаріших зірок галактики, а тому здатні зберігати "відбитки" зірок, здобутих від інших галактик за всю історію Чумацького Шляху.
Команда проаналізувала спостереження Габбла для 39 кулястих скупчень у внутрішніх 20 000 світлових років нашої галактики — саме там, за очікуваннями, мали зберегтися сліди найдавніших злиттів. Спершу дослідники розраховували знайти лише два типи скупчень: ті, що народилися в самому молодому Чумацькому Шляху, і ті, що дісталися від злиття з Гая-Сосиска-Енцелад близько 10 мільярдів років тому.
Завдяки високій роздільній здатності та глибині знімків Габбла ми змогли виміряти вік і вміст важких елементів цих скупчень із безпрецедентною точністю. У поєднанні з вимірюваннями Gaia це дало змогу виокремити популяцію кулястих скупчень, відмінну від інших. Саме ці скупчення народилися в LKH, і вони розповідають нам, коли цю галактику поглинув Чумацький Шлях і якою вона була масивноюК'яра Дзербінаті, Болонський університет
Третя популяція і карликова галактика LKH
Точні вимірювання віку та металічності (вмісту елементів важчих за гелій) дозволили виявити третю, окрему групу кулястих скупчень. Ці скупчення виявилися старшими за ті, що прийшли від Гая-Сосиска-Енцелад, але молодшими за скупчення, народжені безпосередньо в Чумацькому Шляху — незалежно від їхнього вмісту важких елементів. Такий проміжний вік однозначно вказує на окрему й раніша подію злиття.
Галактику, з якої походять ці скупчення, дослідники назвали Low-energy-Kraken-Heracles, або LKH — на честь трьох попередніх наукових робіт, які раніше відстоювали ідею подібного раннього злиття. За оцінками команди, маса LKH у зірках становила близько 500 мільйонів мас Сонця — значна частка від загальної маси Чумацького Шляху на той момент його розвитку.
Такий масштаб злиття на настільки ранньому етапі формування галактики має важливі наслідки для розуміння того, як узагалі складався Чумацький Шлях.
Що це змінює
Раніше деякі дослідження припускали, що найдавніші етапи еволюції Чумацького Шляху визначалися виключно зірками, народженими в самій галактиці, без істотного внеску ззовні. Нова робота показує протилежне: зірки з зовнішніх галактик відігравали помітну роль уже на найперших етапах формування нашого галактичного дому.
Команда не збирається зупинятися на LKH. Дослідники планують продовжити вивчення кулястих скупчень, зокрема тих, які ще ніколи не досліджували детально, щоб реконструювати повну хронологію масштабних злиттів за всю історію Чумацького Шляху.
Габбл спостерігає кулясті скупчення, які ще ніколи не вивчали. Це допоможе нам охарактеризувати події злиття, що відбувалися в далекому минулому історії Чумацького ШляхуФернандо Агуадо-Агелет, Університет Віго та Університет Ла-Лагуни, Іспанія
Історія нашого галактичного дому виявляється складнішою, ніж здавалося ще кілька років тому. І, судячи з планів дослідників, це далеко не остання глава.
