Млечный Путь перевернулся на бок после столкновения с карликовой галактикой 10 миллиардов лет назад

Доказательства: лобовое столкновение, переориентировавшее галактику

Исследование показывает, что медленно вращающееся звёздное гало Млечного Пути берёт своё начало в катастрофическом событии, произошедшем около 10 миллиардов лет назад. В то время карликовая галактика, известная как Гайя-Энцелад-Сосисочка (или просто «Гайя-сосиска»), врезалась прямо в наш молодой Млечный Путь. Столкновение было не скользящим ударом, а жестоким лобовым тараном .

Чтобы понять последствия, команда Даремского университета под руководством астронома Кирилла Батракова провела серию суперкомпьютерных симуляций с использованием проекта Auriga — набора моделей высокого разрешения, прослеживающих формирование галактик, подобных Млечному Пути, на протяжении миллиардов лет .

Симуляции показали, что лобовые столкновения такого типа могут вызвать драматический «переворот диска». Весь звёздный диск Млечного Пути — яркая, вращающаяся плоскость звёзд и газа, которую мы видим с Земли как полосу света, — был насильственно переориентирован более чем на 90 градусов относительно исходной плоскости. Переворот произошёл не мгновенно, а постепенно, в течение миллиардов лет, когда диск медленно опрокидывался .

Разгадка тайны звёздного гало

Этот древний переворот даёт чёткое объяснение аномально медленному вращению звёздного гало. Когда массивный диск вращался и закручивался, он вызывал трение о гораздо более крупное, стабильное и примерно сферическое гало тёмной материи, которое окутывает всю галактику. Гало тёмной материи оставалось неподвижным в своей исходной ориентации, создавая трение, которое передавало момент импульса от звёзд в гало .

Звёздное гало — состоящее из древних звёзд, которые, вероятно, были притянуты из разрушенных галактик-спутников, — сохранило «память» об этом взаимодействии. Поскольку оно было скручено и повёрнуто против невидимого каркаса тёмной материи, теперь оно вращается гораздо медленнее самого диска, решая давнюю загадку галактической астрономии .

«Проект начинался как исследование скорости вращения звёздного гало», — рассказал Батраков изданию ScienceAlert, отметив, что симуляции выявили прямую связь между галактиками, пережившими крупные ранние слияния, и теми, у которых в итоге оказались медленно вращающиеся звёздные гало .

Что это значит для Солнечной системы и пути Солнца?

Последствия для нашей Солнечной системы интересны, но не тревожны. Исследование предполагает, что Солнце — и вся Солнечная система — изначально двигались по галактике в другой орбитальной плоскости. Переворот диска был настолько всеобъемлющим, что «сбросил» траектории большинства звёзд галактики .

Однако причин для беспокойства нет. Столкновение и последующая переориентация произошли примерно за 5–6 миллиардов лет до того, как сформировались Солнце и Земля. Событие не могло дестабилизировать Солнечную систему, поскольку оно случилось задолго до её возникновения. Полученные данные просто означают, что нынешняя орбита Солнца вокруг галактического центра — это не тот путь, по которому оно следовало бы, если бы переворота не было .

Новый зонд для изучения тёмной материи

Пожалуй, самое значительное значение этой работы заключается в том, что она раскрывает о тёмной материи. В то время как светящийся звёздный диск перевернулся драматически, гораздо более массивное гало тёмной материи, окружающее Млечный Путь, осталось неподвижным в своей исходной ориентации. Вся переориентация видимой галактики произошла внутри этого стабильного, невидимого каркаса .

Медленное вращение звёздного гало интерпретируется как прямой признак гравитационного крутящего момента, который диск оказывал на гало тёмной материи. Это даёт астрономам новый метод изучения формы, стабильности и распределения тёмной материи — субстанции, которая не излучает, не поглощает и не отражает свет и может изучаться только через её гравитационное влияние .

Это открытие согласуется с другими недавними исследованиями, которые рассматривают наклонённое звёздное гало Млечного Пути как зонд для изучения геометрии гало тёмной материи . Измеряя, насколько звёздное гало «наклонено» и замедлено, астрономы могут вывести свойства распределения тёмной материи, которые в противном случае остались бы невидимыми .

Общая картина

Это новое исследование добавляет к растущему массиву доказательств того, что 13,6-миллиардолетняя история Млечного Пути была гораздо более бурной, чем она выглядит сегодня с нашего безмятежного наблюдательного пункта в одном из его спиральных рукавов. Столкновение с Гайя-Энцелад-Сосисочкой, уже известное тем, что оно внесло свой вклад в звёзды галактической выпуклости и внутреннего гало, теперь, по-видимому, было определяющим, изменившим галактику событием .

Короче говоря, работа команды Даремского университета представляет наиболее убедительное на сегодняшний день объяснение того, почему гигантское гало древних звёзд Млечного Пути вращается так медленно. Виновником был не медленный, постепенный процесс, а жестокое, преобразующее событие в раннем «подростковом» возрасте галактики — космическое столкновение, которое навсегда изменило облик нашего галактического дома.