Mléčná dráha se kdysi převrátila o více než 90 stupňů. Kolize vysvětluje pomalé halo hvězd

Dávná čelní srážka

Přibližně před 10 miliardami let se mladá Mléčná dráha střetla s trpasličí galaxií Gaia-Enceladus-Sausage, někdy neformálně označovanou jako „Galaktická klobása“. Název vychází z charakteristického protáhlého rozložení hvězd, které po ní v datech zůstalo. Podle dostupných důkazů nešlo o letmý průlet, ale o mimořádně prudkou, téměř čelní kolizi .

Tým vedený astronomem Kirillem Batrakovem proto využil simulace z projektu Auriga. Ten modeluje vznik galaxií podobných Mléčné dráze v průběhu miliard let. Výzkumníci porovnávali 25 takových galaxií a sledovali, jak se jejich disky chovají po velkých srážkách .

Modely ukázaly, že podobný náraz může vyvolat takzvané převrácení disku. Plochý disk hvězd a plynu, který dnes pozorujeme jako světlý pás Mléčné dráhy, se mohl vůči původní rovině změnit o více než 90 stupňů. Nešlo přitom o náhlý převrat: k reorientaci docházelo postupně během miliard let .

Proč halo hvězd rotuje tak pomalu

Hvězdné halo je rozsáhlá, řídce osídlená oblast kolem galaktického disku. Tvoří ho především staré hvězdy, z nichž mnohé se do Mléčné dráhy dostaly při rozpadu menších satelitních galaxií.

Když se disk po srážce začal naklánět a měnit orientaci, působil gravitačně na mnohem rozsáhlejší halo temné hmoty, které galaxii obklopuje. To podle simulací zůstalo ve srovnání s diskem relativně stabilní. Gravitační působení mezi oběma strukturami přenášelo moment hybnosti a ovlivnilo pohyb hvězd v halu .

Hvězdné halo si tak mohlo uchovat „paměť“ dávné přestavby. Výsledkem je jeho dnešní pomalá rotace, která se výrazně liší od rychlejšího pohybu galaktického disku . Právě tato souvislost představuje hlavní vysvětlení záhady, na niž upozornila měření evropské sondy Gaia.

„Projekt začal jako zkoumání rotační rychlosti hvězdného hala,“ uvedl Batrakov podle ScienceAlert. Simulace podle něj odhalily přímou vazbu mezi velkými ranými srážkami galaxií a vznikem pomalu rotujících hvězdných hal .

Změnila se i dráha Slunce?

Pokud je tento scénář správný, hvězdy Mléčné dráhy se po dávném převrácení pohybovaly po jinak orientovaných drahách než předtím. Změna se tedy mohla týkat i oblasti, v níž se později vytvořilo Slunce .

Pro naši soustavu to ale nepředstavuje žádné současné nebezpečí. Srážka se odehrála zhruba 10 miliard let v minulosti, zatímco Slunce a Země vznikly až přibližně před 4,6 miliardy let. Událost proto nemohla destabilizovat sluneční soustavu, která tehdy ještě neexistovala .

Zjištění pouze naznačuje, že dnešní oběžná dráha Slunce kolem středu Galaxie není stejnou trajektorií, jakou by sledovalo, kdyby se dávná srážka a následná změna orientace nikdy neuskutečnily.

Temná hmota jako neviditelná kostra galaxie

Největší význam studie může spočívat v tom, co říká o temné hmotě. Tato neviditelná složka nevyzařuje, neodráží ani nepohlcuje světlo; astronomové její přítomnost odvozují především z gravitačního působení na viditelnou hmotu.

Podle simulací se svítící disk Mléčné dráhy mohl dramaticky přeorientovat uvnitř relativně stabilního hala temné hmoty. Pomalá rotace hvězdného hala by tak byla měřitelným otiskem gravitačního momentu mezi viditelným diskem a neviditelnou strukturou .

Astronomové by díky tomu mohli z pohybu hvězd usuzovat na tvar, orientaci a stabilitu hala temné hmoty. To navazuje na další výzkum, podle něhož může nakloněné hvězdné halo sloužit jako sonda geometrie temné hmoty v Mléčné dráze .

Klidná galaxie, bouřlivá minulost

Mléčná dráha dnes z našeho místa v jednom ze spirálních ramen působí stabilně. Její historie však byla zřejmě mnohem dramatičtější. Srážka s galaxií Gaia-Enceladus-Sausage už byla spojována s vytvořením části centrálního výdutku a vnějšího hvězdného hala. Nové simulace naznačují, že mohla změnit i samotnou orientaci galaktického disku .

Výzkum z Durhamské univerzity tak nabízí dosud přesvědčivé vysvětlení, proč se staré hvězdy v halu Mléčné dráhy pohybují tak pomalu. Za jejich neobvyklou dynamikou nemusí stát dlouhodobý, pozvolný proces, ale pozůstatek dávné srážky, která přetvořila naši galaxii v jejím raném období.