Descoperă Shakti și Shiva

Astronomii au identificat ce ar putea fi două dintre aceste planete calea lacteeCele mai vechi blocuri de construcție ale lui Shakti și Shiva par a fi rămășițele a două galaxii care s-au fuzionat cu 12 până la 13 miliarde de ani în urmă cu o versiune timpurie a Căii Lactee, contribuind la creșterea inițială a galaxiei noastre natale. Noua descoperire este echivalentul astronomic al arheologilor care identifică urmele unei așezări inițiale care a devenit un oraș mare astăzi. A necesitat combinarea datelor despre aproape 6 milioane de stele din misiunea Gaia a Agenției Spațiale Europene cu măsurătorile din sondajul SDSS. Rezultatele au fost publicate în Jurnalul de astrofizică.

Istoria timpurie a galaxiei noastre părinte, Calea Lactee, este una a unirii cu galaxii mai mici, rezultând blocuri destul de mari. Acum, Khyati Malhan și Hans-Walter Rex de la Institutul Max Planck pentru Astronomie au reușit să identifice ceea ce ar putea fi unele dintre cele mai vechi blocuri de construcție care pot fi încă recunoscute ca atare astăzi: fragmente dintr-o protogalaxie care s-a fuzionat cu o versiune timpurie a noastră. galaxie. Calea Lactee a avut loc acum 12 până la 13 miliarde de ani, la începutul erei formării galaxiilor în univers.

Componentele, pe care astronomii le-au numit Shakti și Shiva, au fost identificate prin combinarea datelor de la satelitul de astrometrie Gaia al Agenției Spațiale Europene cu datele sondajului SDSS. Pentru astronomi, rezultatul este echivalent cu găsirea de urme ale unei așezări inițiale care s-a dezvoltat astăzi într-un oraș mare.

Urmărirea originilor stelelor care au venit din alte galaxii

Când galaxiile se ciocnesc și se contopesc, mai multe procese au loc în paralel. Fiecare galaxie deține propriul său rezervor de hidrogen gazos. La impact, acești nori de hidrogen gazos sunt destabilizați și în interiorul lor se formează multe stele noi. Desigur, galaxiile viitoare au deja propriile lor stele, iar în procesul de fuziune, stelele din galaxii se vor amesteca. Pe termen lung, astfel de „stele acumulate” vor forma, de asemenea, unele dintre grupurile de stele ale galaxiei recent fuzionate. Odată ce procesul de fuziune este finalizat, poate părea inutil să se determine ce stele provin din care galaxie anterioară. Dar, în realitate, există cel puțin câteva modalități de a-ți urmări descendența stelară.

Ajutorul vine de la fizica de bază. Când galaxiile se ciocnesc și grupurile lor de stele se amestecă, majoritatea stelelor păstrează proprietăți fundamentale, care sunt direct legate de viteza și direcția galaxiei în care au provenit. Stele din aceeași galaxie înainte de fuziune împărtășesc valori similare atât pentru energia lor, cât și pentru ceea ce fizicienii numesc moment unghiular – impulsul asociat mișcării orbitale sau rotație. Pentru stelele care se deplasează în câmpul gravitațional al unei galaxii, atât energia, cât și momentul unghiular sunt conservate: rămân aceleași în timp. Căutați grupuri mari de stele cu valori similare și neobișnuite de energie și moment unghiular – și sunt șanse să găsiți rămășițe de fuziune.

Indicatorii suplimentari pot ajuta la identificare. Stelele care s-au format mai recent conțin elemente mai grele, ceea ce astronomii numesc „metale”, decât stelele care s-au format cu mult timp în urmă. Cu cât este mai mic conținutul de metal („metalicitatea”), cu atât steaua s-a format mai devreme. Când încercăm să identificăm stele care au existat de fapt acum 13 miliarde de ani, ar trebui să cauți stele cu conținut foarte scăzut de metal („săraci în metal”).

Fosile virtuale într-un set mare de date

Identificarea stelelor care s-au alăturat Căii Lactee ca părți ale unei alte galaxii a devenit posibilă doar relativ recent. Este nevoie de seturi de date mari, de înaltă calitate, iar analiza implică analizarea datelor în moduri inteligente pentru a determina clasa de obiecte investigate. Acest tip de set de date este disponibil doar de câțiva ani. Satelitul de astrometrie Gaia de la ESA oferă un set de date ideal pentru acest tip de date mari pentru arheologia galactică. Lansat în 2013, a produs un set de date din ce în ce mai precis în ultimul deceniu, care include acum pozițiile, schimbările de poziție și distanțele a aproape 1,5 miliarde de stele din galaxia noastră.

Datele Gaia au revoluționat studiile asupra dinamicii stelare în galaxia noastră și au condus deja la descoperirea unor substructuri necunoscute anterior. Aceasta include așa-numita Gaia Enceladus/Sausage Stream, o rămășiță a celei mai recente și mai mari fuziuni a galaxiei noastre, între 8 și 11 miliarde de ani în urmă. De asemenea, include două structuri identificate în 2022: Pârâul Pontus identificat de Malhan și colegii săi și „săracul nucleu vechi” al Căii Lactee, identificat de Rex și colegii. Acesta din urmă este un grup de stele care s-au format nou în timpul fuziunilor inițiale care au creat Calea Lactee primordială și continuă să locuiască în regiunea centrală a galaxiei noastre.

Efectele Shakti și Shiva

În cercetările lor actuale, Malhan și Rex au folosit datele Gaia împreună cu spectre stelare detaliate din Sloan Digital Sky Survey (DR17). Acesta din urmă oferă informații detaliate despre compoziția chimică a stelelor. „Am observat că pentru o anumită populație de stele sărace în metal, stelele erau înghesuite în jurul a două combinații specifice de energie și moment unghiular”, spune Malhan.

Spre deosebire de „biata inimă bătrână”, care era și ea vizibilă în acele diagrame, cele două grupuri de stele similare aveau un moment unghiular relativ mare, în concordanță cu grupurile de stele care făceau parte din galaxii separate care fuzionaseră cu Calea Lactee. drum. Malhan a numit aceste două structuri Shakti și Shiva, cea din urmă fiind una dintre zeitățile majore din hinduism, iar prima o forță cosmică feminină adesea descrisă ca consoarta lui Shiva.

Valorile lor de energie și moment unghiular, precum și metalitatea lor în general scăzută, la egalitate cu cele ale „săracului nucleu vechi”, fac din Shakti și Shiva buni candidați pentru unii dintre strămoșii timpurii ai galaxiei noastre Calea Lactee. „Shakti și Shiva ar putea fi primele adăugiri la „biata inimă bătrână” a Căii noastre Lactee, ceea ce o face să înceapă să crească într-o galaxie mare”, spune Rex.

Mai multe sondaje deja în desfășurare sau programate să înceapă în următorii doi ani promit date suplimentare relevante, atât spectre (SDSS-V, 4MOST), cât și distanțe precise (LSST/Observatorul Rubin), care le vor permite astronomilor să ia o decizie fermă cu privire la ceea ce… Rămâne de văzut dacă Shakti și Shiva reprezintă de fapt o privire în preistoria timpurie a galaxiei noastre natale.

Referință: „Shiva și Shakti: Presupuse fragmente protogalactice în Calea Lactee interioară” de Khayati Malhan și Hans-Walter Rex, 21 martie 2024, Jurnalul de astrofizică.
doi: 10.3847/1538-4357/ad1885