Как Млечный Путь образовался вследствие столкновений

Галактики, подобные Млечному Пути, образовались с течением времени путем слияния более мелких галактик-предшественников. Группе исследователей удалось реконструировать историю слияний нашей родной галактики на основе ее шаровых скоплений. При этом они обнаружили ранее неизвестное событие столкновения, которое навсегда изменило внешний вид Млечного Пути.

Как Млечный Путь образовался вследствие столкновений

В Млечном Пути насчитывается более 150 шаровых звездных скоплений. NGC 6752 — одно из них.  © ESO

2

Шаровые скопления — это плотные группы из миллионов звезд, возраст которых почти равен возрасту самой Вселенной. В Млечном Пути их насчитывается более 150. «Многие из них происходят из меньших галактик, которые когда-то слились с нашей родной галактикой», — объясняет доктор Дидерик Круийссен из Центра астрономии Гейдельбергского университета. Чтобы исследовать этот процесс слияния, ученый из Гейдельберга и его коллега доктор Джоэл Пфеффер из Ливерпульского университета Джона Мурса в Великобритании и ее исследовательская группа провели серию сложных компьютерных симуляций под названием E-MOSAICS. Эти симуляции охватывают полную модель образования, эволюции и разрушения шаровых скоплений.

Немецко-британская группа использовала результаты, чтобы связать возраст, химический состав и орбитальное движение шаровых скоплений со свойствами галактик-предшественников, в которых они образовались более десяти миллиардов лет назад. Применяя результаты своего моделирования к конкретным группам шаровых скоплений в Млечном Пути, ученые смогли определить, какую звездную массу содержали в себе галактики-предшественники и в какой момент времени они слились с нашей родной галактикой.

«Самая большая проблема заключалась в том, что орбитальные движения шаровых скоплений меняются в процессе слияния чрезвычайно хаотично», — объясняет Круийссен. — «Чтобы преодолеть эту сложность, мы разработали нейронную сеть и обучили ее с помощью моделирования E-MOSAICS. Мы были поражены тем, как именно искусственный интеллект (ИИ) способен реконструировать процессы слияния галактик, которые мы моделировали, используя только их шаровые скопления».

Затем исследователи использовали ИИ для изучения свойств шаровых скоплений в Млечном Пути и смогли с высокой точностью определить звездные массы и время слияния с нашей галактикой галактик-предшественников. Кроме того, они обнаружили ранее неизвестное столкновение Млечного Пути с неизвестной галактикой, которую ученые окрестили «галактикой-спрутом».

«Столкновение с галактикой Спрута, должно быть, стало самым значительным событием, которое когда-либо видел Млечный Путь», — говорит Круийссен. До сих пор предполагалось, что столкновение с галактикой Гайя-Энцелад около девяти миллиардов лет назад было крупнейшим событием столкновения в истории Млечного Пути. Однако слияние с галактикой Спрута произошло одиннадцать миллиардов лет назад, в то время, когда Млечный Путь был в четыре раза менее массивным, чем сегодня. «Следовательно, это столкновение должно было навсегда изменить внешний вид нашей родной галактики», — считает ученый из Гейдельберга.

Основываясь на своих текущих результатах, исследовательская группа разработала первое полное генеалогическое древо нашей родной галактики. Соответственно, за свою историю Млечный Путь соединился с пятью галактиками, в которых было собрано более 100 миллионов звезд. Сюда же следует добавить еще около десяти других галактик с не менее чем десятью миллионами звезд в каждой. Столкновения с самыми массивными галактиками-предшественниками должны были происходить от шести до одиннадцати миллиардов лет назад.

Круйссен убежден, что результаты исследования могут помочь найти останки этих галактик-предшественников в составе Млечного Пути. «В отношении более пяти из них мы уже получили результаты. А с помощью существующих и будущих телескопов можно будет найти их все», — подчеркивает ученый из Гейдельберга.

Источник