Hubble finner spor etter Melkeveiens tidligste store galaksesammenslåing

Et kosmisk arkeologisk funn

NASA viser til nye observasjoner fra Hubble-romteleskopet som gir tydelige bevis for at en ung Melkevei kolliderte med og tok opp en dverggalakse for rundt 12 milliarder år siden. Galaksen har fått navnet Low-energy-Kraken-Heracles, forkortet LKH. Funnet flytter den kjente historien om hvordan Melkeveien ble bygget, omtrent 1,8 milliarder år lenger tilbake i tid enn tidligere.

Hubble fotograferte ikke selve kollisjonen. Den fant sted for milliarder av år siden. I stedet undersøkte forskerne kulehoper – tette samlinger av stjerner som ble dannet omtrent samtidig. Slike hoper fungerer som kosmiske fossilfunn: Alder, kjemisk sammensetning og bevegelser kan fortsatt avsløre hvilken galakse de opprinnelig tilhørte.

Tre ulike stjernepopulasjoner

Forskerne fant tre tydelige sekvenser når kulehopene ble sammenlignet etter alder og metallinnhold. Én gruppe er knyttet til Melkeveiens opprinnelige bestand, en annen til den kjente Gaia-Enceladus- eller Gaia-Sausage-Enceladus-sammenslåingen, og en tredje ligger mellom disse.

Denne mellomliggende gruppen er hovedbeviset for at Melkeveien gjennomgikk minst én betydelig sammenslåing tidligere enn Gaia-Sausage-Enceladus. Hubble-observasjonene gjorde det mulig å studere enkeltstjerner i kulehopene mer detaljert, noe som ga forskerne de presise aldersdataene de trengte. NASA omtaler resultatet som definitive bevis for at LKH kolliderte med og smeltet sammen med den unge Melkeveien.

En hendelse fra galaksens barndom

Den mest presise dateringen i det tilgjengelige forskningsmaterialet er 11,8 milliarder år siden, omtrent 1,5 milliarder år etter Big Bang. NASA avrunder tallet til omtrent 12 milliarder år siden.

LKH-sammenslåingen skjedde dermed rundt 1,8 milliarder år før Gaia-Sausage-Enceladus-hendelsen, ifølge den oppgitte forskningsrapporteringen. Melkeveiens tidlige vekst ser derfor ut til å ha foregått gjennom flere trinn – ikke som én enkelt, jevn prosess.

Hva var LKH?

LKH var en dverggalakse. Forskerne anslår at den hadde en stjernemasse på rundt 500 millioner solmasser, omtrent på nivå med Gaia-Sausage-Enceladus. Mye av materialet fra LKH ble liggende i de indre delene av Melkeveien.

Navnet samler tre tidligere brukte betegnelser: Low-energy, Kraken og Heracles. Den nye tolkningen knytter strukturer som tidligere ble diskutert hver for seg, til det samme forhistoriske innfangings- og sammenslåingsforløpet.

En ny tidslinje for Melkeveien

Den tidlige utviklingen kan nå skisseres slik:

1. Den opprinnelige Melkeveien begynte å samle seg.
2. LKH slo seg sammen med den for rundt 11,8 milliarder år siden.
3. Gaia-Sausage-Enceladus kom til senere, rundt 1,8 milliarder år etter LKH-hendelsen, ifølge den oppgitte rapporteringen.

Dette gir et mer sammensatt bilde av galaksens opprinnelse. Stjerner og kulehoper ble til i ulike galakser før de senere ble en del av Melkeveien.

Hva vet vi fortsatt ikke?

Det sikreste resultatet er at kulehopene viser spor etter en tidlig sammenslåing mellom Melkeveien og LKH. Kildene som ligger til grunn, dokumenterer imidlertid ikke uavhengig alle detaljene i den opprinnelige problemstillingen – blant annet en full beskrivelse av et utvalg på 39 kulehoper innenfor 20 000 lysår eller nøyaktig hvilken tidligere hypotese som var omstridt.

Det er heller ikke mulig å si hvor mange flere gamle sammenslåinger astronomene vil finne. NASAs Hubble Missing Globular Clusters Survey skal komplettere observasjonene av Melkeveiens kulehoper og undersøke fortsatt lite utforskede objekter. Det kan gi et enda tydeligere bilde av galaksens fortid.

For øyeblikket er hovedkonklusjonen likevel klar: Ved å lese kulehopene som kosmiske arkeologiske spor har Hubble flyttet Melkeveiens dokumenterte historie tilbake til en av dens aller tidligste store hendelser – en sammenslåing for rundt 11,8 milliarder år siden med en dverggalakse som inneholdt stjerner tilsvarende omtrent en halv milliard solmasser.