Egy hatalmas kannibál az otthonunk

Öt galaxist is felfalt a Tejútrendszer a távoli múltban – derítette ki egy új kutatás, amelyről a Sky and Telescope csillagászati portál adott hírt.

A Tejút majdnem olyan idős, mint az univerzum, élete kezdetén azonban még egészen máshogy nézett ki, mint manapság.

Mostani formája annak köszönhető, hogy az elmúlt évmilliárdok során más galaxisokkal ütközött, ezzel pedig nemcsak magába olvasztotta azok csillagait, de a beáramló gázokból saját maga is létrehozott csillagokat.

A Tejútrendszer történetének részletes feltárása a csillagászok egyik fő célja, erre a feladatra vállalkozott a németországi Heidelberg Egyetem egyik kutatója, Diederik Kruijssen is. Eredményeit a Monthly Notices of the Royal Astronomical Society című szakfolyóiratban tette közzé.

Mesterséges intelligencia segítette a tudósokat

Ahhoz, hogy kiderítsék, mi történt a múltban, Kruijssen és kollégái gömbhalmazokat vizsgáltak. Ezekben az ősi, gömbszerű képződményekben a csillagok sűrűn helyezkednek el, és olyan galaxisok kísérői voltak, amik aztán a Tejútrendszerbe olvadtak. Napjainkban a Tejút korongján kívül, a halóban keringenek. A szakértők jelenleg körülbelül 150 gömbhalmazt ismernek.

A gömbhalmazok egy jelentős része ott jött létre, ahol most található, néhányuk azonban egészen más helyről érkezett.

Az idegen gömbhalmazokban kisebb a hidrogénnél és héliumnál nehezebb elemek (fémek) mennyisége, ami arra utal, hogy kisebb galaxisokból származnak, nem olyan nagyobb, fémben dúskáló csillagvárosokból, mint a Tejútrendszer.

Hogy kiderüljön, mikor és honnan érkeztek az idegen gömbhalmazok, Kruijssen kutatócsoportja egy kozmológiai szimuláció, az E-MOSAICS segítségét vette igénybe. A modell a Tejút evolúcióját mutatja be, mely során kisebb galaxisok bekebelezésével szerezte meg azok gömbhalmazait.

„A galaxisok egyesülése nagyon zavaros folyamat, teljesen megváltoztatja a gömbhalmazok pályáját" – mondta Kruijssen. „A napjainkra létrejött komplex rendszer értelmezéséhez a mesterséges intelligenciát kellett igénybe vennünk."

A kutatók az E-MOSAICS mesterséges neurális hálózatát arra tanították, hogy a gömbhalmazok és forrásgalaxisaik tulajdonságai alapján vázolja fel a legfontosabb galaxis-összeolvadások történetét.

A Tejútrendszer Forrás: AFP

Az öt legjelentősebb összeolvadás

• A legendás Kraken nevű szörnyről elnevezett galaxis 11 milliárd évvel ezelőtt olvadt össze a Tejúttal. Habár nem a legnagyobb tömegű kísérő volt, amit a Tejútrendszer magába olvasztott, galaxisunk akkori tömegét tekintve ez volt a legjelentősebb. Az egyesülés során 13 gömbhalmazzal gyarapodtunk.
• Egymilliárd évvel később egy kisebb galaxis következett, ennek maradványai a Helmi-áramlás csillagai. Az esemény során a Tejút 5 gömbhalmazzal bővült.
• Ezt követően egyszerre két kisebb galaxis is nekiütközött a Tejútnak: a Sequoia legalább 3, a Gaia-Enceladus legkevesebb 20 gömbhalmazt adott galaxisunknak.
• A legutolsó összeolvadás a Sagittarius-törpegalaxissal történt 7 milliárd évvel ezelőtt, a Tejút ezzel további 7 gömbhalmazt szerzett. A Sagittarius maradványai ma is láthatóak, csillagai közel poláris pályán keringenek a galaxisunk körül.

Az ábra öt olyan kísérőgalaxist ábrázol, amik ütköztek és egyesültek a Tejútrendszerrel Forrás: D. Kruijssen et al. / Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

A szakértők korábban azt gondolták, a Gaia-Enceladus galaxissal történő ütközés volt a legnagyobb, ezt a nézetet azonban az új eredmények cáfolják. "A Krakennel 11 milliárd évvel ezelőtt ütközött a Tejútrendszer, ekkor galaxisunk tömege négyszer kisebb volt, mint napjainkban" – mondta Kruijssen, aki szerint ez az egyesülés alapvetően megváltoztatta a Tejút képét.

Elképzelhető, hogy olyan kisebb galaxisütközések is voltak, amikben nem vettek részt gömbhalmazok, ezeket viszont a módszer korlátai miatt nem tudták vizsgálni.

Érdekes megfigyelés, hogy bár az ütközésekben nagyjából egymilliárd csillag vett részt, a Tejútrendszer csillagainak többsége mégis a galaxisunkon belül született.

Az ábrán a fehérrel jelölt csillagív a Sagittarius-törpegalaxis maradványa. A Nap pozícióját sárgával jelölték Forrás: Amanda Smith / University of Cambridge

Mit jelent az „átlagos"?

Az amerikai Princetoni Egyetem kutatója, Helmer Koppelman – aki nem vett részt a publikáció elkészítésében - lenyűgözőnek nevezte az eredményeket, felhívva azonban a figyelmet arra, hogy a szimuláció a Tejútrendszerhez hasonló, „átlagos" galaxisokkal számolt.

Márpedig „átlagos" galaxis nem létezik, mindegyiknek megvan a saját egyedi tulajdonsága.

Ugyanez a helyzet a szimulációban használt konkrét világegyetemmel is. Az előbb felsorolt problémák miatt más modellek másfajta eredményeket produkálhatnak.

Koppelman szerint további független kutatásokra van szükség, hogy igazolni vagy cáfolni lehessen Kruijssen eredményeit.