Πριν από περίπου 10 δισεκατομμύρια χρόνια, ο Γαλαξίας συνενώθηκε με έναν άλλο μεγάλο γαλαξία. Τα αστέρια αυτού του άλλου γαλαξία, που ονομάζεται Γαία Εγκέλαδος (Gaia-Enceladus), αποτελούν το μεγαλύτερο μέρος του φωτοστέφανου (άλως) του Γαλαξία μας, που επίσης σχημάτισαν τον παχύ δίσκο του, δίνοντάς του τη διογκωμένη γνωστή μορφή του. Μια περιγραφή αυτής της μεγα-συγχώνευσης, που ανακαλύφθηκε από μια διεθνή ομάδα υπό την καθοδήγηση της αστρονόμου Amina Helmi του Πανεπιστημίου του Groningen, δημοσιεύεται στο επιστημονικό περιοδικό Nature .
Καλλιτεχνική απεικόνιση της συγχώνευσης μεταξύ του γαλαξία Γαία-Εγκέλαδος και του δικού μας Γαλαξία (Milky Way), που έλαβε χώρα κατά την διάρκεια του σχηματισμού του πριν 10 δισ. χρόνια. Τα συντρίμμια του γαλαξία Γαία-Εγκέλαδος μπορούν τώρα να βρεθούν σε όλο τον Γαλαξία. Οι θέσεις και οι κινήσεις των αστεριών αυτών (που απεικονίζονται με κίτρινα βέλη) έχουν εξαχθεί από μια υπάρχουσα προσομοίωση μιας συγχώνευσης με παρόμοια χαρακτηριστικά με αυτά που αποκάλυψε η Γaia.
Οι μεγάλοι γαλαξίες, όπως ο δικός μας Γαλαξίας, είναι αποτέλεσμα συγχωνεύσεων μικρότερων γαλαξιών. Μια εξαιρετική ερώτηση είναι αν ένας γαλαξίας όπως ο δικός μας είναι προϊόν πολλών μικρών άλλων συγχωνεύσεων ή μερικών μεγάλων. Η καθηγήτρια της Αστρονομίας του Πανεπιστημίου του Groningen, Αμίνα Χέλι, πέρασε το μεγαλύτερο μέρος της σταδιοδρομίας της αναζητώντας «απολιθώματα» στον Γαλαξία μας, που θα μπορούσαν να δώσουν κάποιες εξηγήσεις για την εξέλιξή του. Χρησιμοποιεί τη χημική σύνθεση, τη θέση και την τροχιά των αστεριών στο φωτοστέφανο για να συμπεράνει την ιστορία τους και έτσι να προσδιορίσει τις συγχωνεύσεις που δημιούργησαν τον πρώιμο Γαλαξία.
Τα τελευταία δεδομένα της δορυφορικής αποστολής Γαία (Gaia)
Η πρόσφατη δεύτερη αποδέσμευση δεδομένων από τη δορυφορική αποστολή Γαία τον Απρίλιο του 2019 παρείχε στην Helmi στοιχεία περίπου 1,7 δισεκατομμυρίων άστρεων. Η Helmi συμμετέχει στην ανάπτυξη της αποστολής Γαία για περίπου είκοσι χρόνια και ήταν μέρος της ομάδας επικύρωσης δεδομένων για το δεύτερο δελτίο δεδομένων της Γαίας. Και τώρα έχει χρησιμοποιήσει τα δεδομένα αυτά για να αναζητήσει ίχνη συγχωνεύσεων στο φωτοστέφανο – άλως: «Αναμενόταν ότι υπήρχαν αστέρια από συγχωνευμένους δορυφόρους στο φωτοστέφανο. Αυτό που δεν περιμέναμε να βρούμε ήταν ότι τα περισσότερα αστέρια στην άλω έχουν μια κοινή προέλευση σε μια πολύ μεγάλη συγχώνευση ».
Παχύς δίσκος
Κι αυτό πράγματι βρήκε. Η χημική υπογραφή πολλών αστεριών ήταν σαφώς διαφορετική από τα γηγενή αστέρια του Γαλαξίας. “Και είναι μια αρκετά ομοιογενής ομάδα, που δείχνει ότι έχουν κοινή προέλευση”. Σχεδιάζοντας τόσο την τροχιά όσο και τη χημική υπογραφή τους, οι «εισβολείς» ξεχωρίζουν ξεκάθαρα.
Όπως λέει η Helmi: “Τα νεώτερα αστέρια του γαλαξία που συγχωνεύτηκε Γαία-Εγκέλαδος είναι στην πραγματικότητα νεότερα από τα γηγενή άστρα του Γαλαξία στην περιοχή που είναι τώρα ο παχύς δίσκος. Αυτό σημαίνει ότι ο προγονός αυτού του πυκνού δίσκου ήταν ήδη παρών όταν συνέβη η σύντηξη, και η Γαία-Εγκέλαδος , λόγω του μεγάλου μεγέθους της, τα εκτίναξε και φούσκωσε.».
Σε μια προηγούμενη δημοσίευση η Helmi είχε ήδη περιγράψει μία τεράστια «κηλίδα» από αστέρια που είχαν κοινή προέλευση. Τώρα, δείχνει ότι τα αστέρια από αυτό το πράγμα στο φωτοστέφανο είναι τα συντρίμμια από τη συγχώνευση του Γαλαξία με έναν γαλαξία που ήταν λίγο πιο μαζικός από το Μικρό Μαγγελανικό Νέφος πριν από περίπου δέκα δισεκατομμύρια χρόνια. Ο γαλαξίας αυτός ονομάζεται Gaia-Enceladus, από τον γιγάντιο Εγκέλαδο, ο οποίος στην ελληνική μυθολογία γεννήθηκε από τη Γαία (τη θεά της Γης) και τον Ουρανό (ο θεός του ουρανού).
Τα δεδομένα από την κινηματική, τη χημεία, την ηλικία και τη χωρική κατανομή από τα άγρια αστέρια του Γαλαξία και τα κατάλοιπα της Γαίας-Εγκέλαδου υπενθύμισαν στην Helmi προσομοιώσεις που πραγματοποίησε πρώην διδακτορικός φοιτητής πριν από περίπου δέκα χρόνια. Οι προσομοιώσεις του για τη συγχώνευση ενός μεγάλου γαλαξία σε σχήμα δίσκου με τον νεαρό Γαλαξία μας έδωσαν την κατανομή των αστεριών από τα δύο αντικείμενα, η οποία είναι εντελώς σύμφωνη με τα δεδομένα της αποστολής νΓαίας. “Ήταν εκπληκτικό να κοιτάξουμε τα νέα στοιχεία της Γαίας και να συνειδητοποιήσουμε ότι το είχαμε δει πριν,” λέει η αστρονόμος.
Η Γαία (Gaia) είναι μια διαστημική αποστολή αστρομετρίας του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος (ESA) που εκτοξεύτηκε επιτυχώς στις 19 Δεκεμβρίου 2013, αρχικά για μια πενταετή αποστολή, ενώ έχει ήδη παραταθεί μέχρι το τέλος του 2020. Έχει ως πρωταρχικό επιστημονικό προϊόν έναν κατάλογο με τη θέση, την κίνηση, τη φωτεινότητα και το χρώμα περισσότερων του ενός δισεκατομμυρίου ουρανίων σωμάτων (αστέρια, αστεροειδείς, γαλαξίες, κλπ) μέχρι το φαινόμενο μέγεθος 20. Το έργο επιλέχθηκε το 2000 ως ακρογωνιαίος λίθος του επιστημονικού προγράμματος Horizon 2000+. Τα δεδομένα που συλλέγονται θα βελτιώσουν τις γνώσεις μας για τη δομή, την δημιουργία και την εξέλιξη του Γαλαξία μας, και θα συνεισφέρουν σημαντικά στους κλάδους των εξωηλιακών πλανητών, του ηλιακού συστήματος, των εξωτερικών γαλαξιών και της θεμελιώδους φυσικής.
