Hubble finder spor efter Mælkevejens første store galaksesammenstød

NASAs Hubble-rumteleskop har leveret beviser for, at den unge Mælkevej opslugte en dværggalakse for omkring 11,8 milliarder år siden. Galaksen har fået navnet Low-energy-Kraken-Heracles, eller LKH, og opdagelsen skubber den dokumenterede historie om Mælkevejens opbygning cirka 1,8 milliarder år længere tilbage end hidtil.

Hubble fotograferede ikke selve sammenstødet. I stedet fandt forskerne sporene i Mælkevejens kuglehobe – tætte samlinger af stjerner, der blev dannet omtrent samtidig. Deres alder, kemiske sammensætning og bevægelser fungerer som kosmiske arkiver, selv efter at den galakse, de oprindeligt tilhørte, er gået i opløsning.

Tre grupper af kuglehobe afslører fortiden

Forskerholdet under ledelse af Davide Massari undersøgte kuglehobe i Mælkevejens indre områder. Analysen viste tre tydelige sekvenser for alder og metalindhold: én gruppe, der forbindes med Mælkevejens oprindelige stjerner, én, der knyttes til den senere Gaia-Sausage-Enceladus-fusion, og en tredje gruppe imellem dem.

Den mellemliggende gruppe er det centrale spor efter mindst én endnu ældre fusion. Hubble-observationer af individuelle stjerner i kuglehobe gav forskerne de præcise data, der skulle til for at skelne mellem populationerne. NASA beskriver resultatet som definitive beviser for, at LKH kolliderede med og blev en del af den unge Mælkevej for cirka 12 milliarder år siden.

Hvornår skete sammenstødet?

Den mest præcise vurdering i den leverede forskning er omkring 11,8 milliarder år siden, svarende til cirka 1,5 milliarder år efter Big Bang.

NASA afrunder tidspunktet til omkring 12 milliarder år siden og skriver, at fundet udvider vores viden om Mælkevejens historie med 1,8 milliarder år. Tallene er forenelige med den præcision, kilderne anvender: 11,8 milliarder år er det detaljerede estimat, mens NASA bruger en afrundet formulering.

LKH-fusionen fandt dermed sted før den bedre kendte Gaia-Sausage-Enceladus-begivenhed. Ifølge den leverede rapportering skete den cirka 1,8 milliarder år tidligere.

Hvad var LKH?

LKH var en dværggalakse, hvis stjerner og kuglehobe blev indlemmet i Mælkevejens indre områder. Galaksen havde en anslået stjernemasse på omkring 500 millioner solmasser – omtrent på størrelse med Gaia-Sausage-Enceladus.

Navnet samler tre tidligere betegnelser: Low-energy, Kraken og Heracles. Den nye fortolkning peger på, at strukturerne ikke nødvendigvis repræsenterer helt separate begivenheder, men kan være forskellige spor efter den samme tidlige galaksefusion.

Navngivningen afspejler også forskningshistorien. Tidligere studier forbandt kuglehobe med lav energi med den foreslåede Kraken-galakse, mens andre undersøgelser identificerede en struktur af Heracles-typen. Den nye analyse forbinder disse spor i ét samlet fortidsbillede.

Mælkevejen blev bygget i etaper

Fundet føjer en ny fase til tidslinjen for Mælkevejens dannelse:

1. Den oprindelige Mælkevej begyndte at samle sig.
2. LKH fusionerede med den for omkring 11,8 milliarder år siden.
3. Gaia-Sausage-Enceladus blev indlemmet senere, cirka 1,8 milliarder år efter LKH-begivenheden ifølge den leverede rapportering.

Billedet af Mælkevejens udvikling ligner derfor mindre en jævn, isoleret vækst og mere en lang række galaksefusioner, hvor nye stjerner og stjernesystemer blev føjet til på forskellige tidspunkter. Det meste af LKH's materiale endte ifølge forskningsopsummeringen i Mælkevejens inderste områder.

Det er vigtigt, at Hubble ikke så kollisionen ske. Begivenheden fandt sted milliarder af år før teleskopet blev bygget. Teleskopet hjalp i stedet astronomerne med at identificere de overlevende stjernefossiler, hvis alder, metalindhold og placering stadig bærer vidnesbyrd om sammenstødet.

Kan der gemme sig flere oldgamle fusioner?

Den bedst underbyggede konklusion er, at kuglehobene afslører en tidlig fusion mellem Mælkevejen og LKH. Forskerne ved endnu ikke, hvor mange andre fortidsfusioner der kan have fundet sted.

NASAs Hubble Missing Globular Clusters Survey skal færdiggøre observationerne af Mælkevejens kuglehobesystem. Programmet undersøger også hobe i galaksens centrale områder og haloen, som endnu ikke er udforsket i samme detaljer. Nye data kan derfor give et skarpere billede af, hvordan galaksen blev bygget.

For nu står én ting klart: Hubbles galaktiske arkæologi har flyttet Mælkevejens kendte fusionshistorie tilbage til et af dens tidligste store kapitler – et sammenstød for omkring 11,8 milliarder år siden med en dværggalakse, der rummede stjerner svarende til cirka en halv milliard sole.