Újraírják galaxisunk történetét a Gaia adatai

29661

Újraírják galaxisunk történetét az Európai Űrügynökség (ESA) Gaia küldetésének adatai. Az eddig kísérőgalaxisoknak hitt galaxisok úgy tűnik, hogy valójában új jövevények a galaktikus környezetünkben. Évtizedek óta állt az az elmélet, hogy a galaxisunkat körülvevő ilyen, több ezer – több milliárd csillagból álló törpegalaxisok szatellit vagy kísérőgalaxisok; ez azt jelenti, hogy a galaxisunk körül keringenek már több milliárd éve. A Gaia űrteleszkóp minden eddiginél precízebb méréseinek köszönhetően viszont újravizsgálták a mozgásukat, az eredmények pedig meglepőek.

Fancois Hammer, valamint európai és kínai kutató kollégái a Gaia adataiból 40 Tejútrendszer körüli törpegalaxis mozgását számolták ki. Ehhez minden egyes galaxis 3D-s sebességeinek ismeretében kiszámították a keringési energiájukat (orbital energy) és az impulzusmomentumaikat (angular momentum). Az eredményeik szerint a galaxisok jóval gyorsabban mozognak, mint a Tejútrendszer körül keringő ismert óriáscsillagok és csillaghalmazok. Annyira gyorsan, hogy még nem is lehetnek Tejútrendszer körüli pályán, amelyen keringve a galaxisunk már elvonta volna keringési energiájuk és impulzusmomentumuk egy részét.

Törpegalaxisok a Tejútrendszer körül (Forrás: ESA/Gaia/DPAC)

Galaxisunk története során már számos törpegalaxist bekebelezett. Például 8-10 milliárd évvel ezelőtt a Gaia-Enceladus nevet viselő törpegalaxist nyelte el. A csillagait excentrikus pályáik és széles skálán mozgó energiáik nyomán a Gaia-adatokban el is lehet különíteni. Ennél kevésbé régen, mintegy 4-5 milliárd évvel ezelőtt a Sagittarius törpegalaxis esett áldozatául a Tejútrendszernek, a törpegalaxis darabokra szedése és beépítése a galaxisunkba pedig a mai napig megfigyelhető. A csillagainak nagyobb az energiája, mint a Gaia-Enceladus csillagaié, innen is lehet arra következtetni, hogy kevesebb ideje állnak a Tejútrendszer hatása alatt.

Az új tanulmányban vizsgált, a Tejútrendszer körüli törpegalaxisok java részét kitevő galaxisokat elemezve arra jutottak, hogy a csillagaik energiája még elég magas. Ez erősen arra utal, hogy az elmúlt néhány milliárd évben kerülhettek a galaxisunk közelébe. A felfedezés a Nagy Magellán-felhő (LMC) törpegalaxis esetére hasonlít. Ez egy nagyobb törpegalaxis, annyira közel hozzánk, hogy a déli félteke égboltján elkent fényfoltként szabad szemmel is megfigyelhető. A 2000-es évekig erről is azt gondolták, hogy szatellitgalaxis, ám a sebességének kimérésekor megállapították, hogy túl gyorsan mozog ahhoz, hogy gravitációsan kötött lehessen. Ehelyett valószínű, hogy az LMC most először jár a Tejútrendszer közelében – most már tudjuk, hogy ez a törpegalaxisok java részére igaz.

A kérdés, hogy ezek az új jövevények pályára állnak-e a galaxisunk körül, vagy csak elhaladnak mellettünk? Az eredmények szerint némelyiküket be fogja fogni a Tejútrendszer, és valódi szatellitgalaxisokká fognak válni. Azt viszont nehéz megmondani pontosan, hogy melyek lesznek ezek, ehhez ugyanis pontosan kellene tudnunk a Tejútrendszer tömegét. Ennek a szükségesen precíz meghatározása elég nehéz feladat, így a becslések 1-2 nagyságrendben különböznek egymástól.

A törpegalaxisok energiájának meghatározása azért is fontos, mert miatta kénytelenek vagyunk maguknak a törpegalaxisoknak a természetét is újra megvizsgálni. Ahogyan egy törpegalaxis a galaxisunkban kering, a Tejútrendszer gravitációs vonzása részeire próbálja szakítani. Ezt a fizikában árapályerőnek nevezzük. A Tejútrendszer egy nagy galaxis, így az általa gyakorolt árapályerő is hatalmas, egy törpegalaxist könnyedén szét tud szakítani egy-két keringés alatt.

Más szóval a törpegalaxisok számára a Tejútrendszer kísérőgalaxisává válni egyet jelent a halálos ítéletükkel. Az egyetlen dolog, ami ellen tud állni a galaxisunk erejének, egy olyan törpegalaxis, amelyik jelentős mennyiségű sötét anyagot tartalmaz. A sötét anyag egy olyan titokzatos anyag, ami az elméletek szerint extra gravitációs vonzóerőként lép fel, és segít az egyes galaxisokat összetartani. Így tehát abban a klasszikus képben, miszerint a törpegalaxisok évmilliárdok óta a Tejútrendszer körül keringenek, feltettük, hogy bennük főleg a sötét anyag dominál, így tudták megőrizni a formájukat.

Mivel a Gaia adataiból kiderült, hogy a törpegalaxisok java része először kerüli meg a Tejútrendszert, ebből következik, hogy nem kell feltétlenül akármennyi sötét anyagot tartalmazniuk. Azt is újra kell gondolni, hogy vajon egyensúlyban vannak, vagy éppen a szétesés folyamatát figyeljük meg. A Gaia méréseinek is köszönhetően most már egyértelműen látszik, hogy a Tejútrendszer története jóval bonyolultabb, mint eddig véltük. Minél több ilyen érdekes nyomra bukkanunk, remélhetőleg annál többet tudunk meg a saját galaxisunk izgalmas történetéről is.

Forrás: ESA

Hozzászólás

hozzászólás