Ηρακλής: ένας γαλαξίας θαμμένος βαθιά μέσα στον Γαλαξία μας. Astronomers discover new 'fossil galaxy' buried deep within the Milky Way

Ο απολιθωμένος γαλαξίας, τον οποίο οι αστρονόμοι ονόμασαν Ηρακλή, συγκρούστηκε με τον Γαλαξία μας πριν από δέκα δισεκατομμύρια χρόνια, όταν ο Γαλαξίας μας βρισκόταν στην βρεφική ηλικία. An artist's impression of what the Milky Way might look like seen from above. The colored rings show the rough extent of the fossil galaxy known as Heracles. The yellow dot shows the position of the sun. Credit: Danny Horta-Darrington (Liverpool John Moores University), NASA/JPL-Caltech, and the SDSS

Oι αστρονόμοι που μελετούν τα δεδομένα από το Apache Point Observatory Galactic Evolution Experience (APOGEE) του προγράμματος Sloan Digital Sky Surveys, ανακάλυψαν έναν «απολιθωμένο γαλαξία» κρυμμένο στα βάθη του Γαλαξία μας.

Αυτό το εύρημα δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, και μπορεί να ενισχύσει τις γνώσεις μας για τον τρόπο με τον οποίο ο Γαλαξίας μας απέκτησε την μορφή που βλέπουμε σήμερα.

Ο απολιθωμένος γαλαξίας, τον οποίο οι αστρονόμοι ονόμασαν Ηρακλή, συγκρούστηκε με τον Γαλαξία μας πριν από δέκα δισεκατομμύρια χρόνια, όταν ο Γαλαξίας μας βρισκόταν στην βρεφική ηλικία.

An all-sky image of the stars in the Milky Way as seen from Earth. The colored rings show the approximate extent of the stars that came from the fossil galaxy known as Heracles. The small objects to the lower right of the image are the Large and Small Magellanic Clouds, two small satellite galaxies of the Milky Way. Credit: Danny Horta-Darrington (Liverpool John Moores University), ESA/Gaia, and the SDSS

Τα απομεινάρια του Ηρακλή αντιπροσωπεύουν περίπου το ένα τρίτο της σφαιρικής άλω του Γαλαξία μας. Αλλά αν τα άστρα και τα αέρια του Ηρακλή αποτελούν αυτό το μεγάλο ποσοστό στην γαλαξιακή άλω, γιατί δεν τον είχαμε παρατηρήσει μέχρι σήμερα; Η απάντηση βρίσκεται στη θέση που καταλαμβάνει βαθιά μέσα στο Γαλαξία μας.

Για να βρεθεί ένας απολιθωμένος γαλαξίας σαν αυτόν, έπρεπε να εξεταστούν η λεπτομερής χημική σύνθεση και οι κινήσεις δεκάδων χιλιάδων άστρων. Αυτό είναι ιδιαίτερα δύσκολο να γίνει για άστρα στο κέντρο του Γαλαξία μας, διότι κρύβονται πίσω από τα αέρια της μεσοαστρικής σκόνης. Το APOGEE επιτρέπει τους αστρονόμους να «παρακάμψουν» αυτή τη σκόνη και να δουν βαθύτερα στην καρδιά του Γαλαξία μας.

Το καταφέρνει συλλέγοντας το υπέρυθρο φως των άστρων, αντί του ορατού φωτός που καλύπτεται από την σκόνη. Κατά τη διάρκεια δέκα ετών παρατήρησης κατέγραψαν τα φάσματα πάνω από μισό εκατομμύριο άστρα σε όλο τον Γαλαξία μας, συμπεριλαμβανομένου και του πυρήνα του που ήταν αδιαφανής στο ορατό φως.

Η μελέτη ενός τόσο μεγάλου αριθμού αριθμού άστρων για τον εντοπισμό ασυνήθιστων άστρων στην πυκνοκατοικημένη καρδιά του Γαλαξία, μοιάζει με το «ψάχνω βελόνα στ’ άχυρα».

Για να ξεχωρίσουν τα άστρα που ανήκουν στον γαλαξία Ηρακλή από τα άστρα του Γαλαξία μας, οι αστρονόμοι χρησιμοποίησαν τόσο τις χημικές συνθέσεις όσο και τις ταχύτητές τους, που μετρήθηκαν από το όργανο APOGEE.

Από τις δεκάδες χιλιάδες άστρα που εξετάστηκαν, μερικές εκατοντάδες είχαν εντελώς διαφορετικές χημικές συνθέσεις και ταχύτητες. Αυτά τα άστρα είναι τόσο διαφορετικά, και η μόνη εξήγηση γι’ αυτό είναι ότι προέρχονται από άλλον γαλαξία. Μελετώντας τα λεπτομερώς, μπορεί να εντοπιστεί η ακριβής θέση και το παρελθόν αυτού του απολιθωμένου γαλαξία.

Επειδή πολλοί γαλαξίες σχηματίζονται με την πάροδο του χρόνου μέσω συγχωνεύσεων με μικρότερους γαλαξίες, τα απομεινάρια παλαιότερων γαλαξιών εντοπίζονται συχνά στην εξωτερική άλω, ένα τεράστιο αλλά πολύ αραιό νέφος άστρων που περιβάλλει τον κύριο γαλαξία.

This movie shows a computer simulation of a galaxy like the Milky Way. The movie fast-forwards through simulated time from 13 billion years ago to today. The main galaxy grows as many small galaxies merge with it. Heracles resembles one of the smaller galaxies that merged with the Milky Way early in the process. Credit: Ted Mackereth based on the EAGLE simulations

Τα άστρα που ανήκαν στον γαλαξία Ηρακλή αντιπροσωπεύουν περίπου το ένα τρίτο της μάζας ολόκληρης της άλω του Γαλαξία μας σήμερα – κάτι που σημαίνει ότι αυτή η πρόσφατα ανακαλυφθείσα αρχέγονη σύγκρουση πρέπει να ήταν ένα σημαντικό γεγονός στην ιστορία του. Κι αυτό υποδηλώνει ότι ο Γαλαξίας μας μπορεί να είναι μια σπάνια περίπτωση, καθώς οι περισσότεροι παρόμοιοι σπειροειδείς γαλαξίες είχαν πολύ πιο ήρεμες αρχέγονες ζωές.

Ως το κοσμικό μας σπίτι, ο Γαλαξίας μας είναι ήδη ξεχωριστός για μας, αλλά ο Ηρακλής, αυτός ο αρχαίος γαλαξίας που είναι θαμμένος μέσα του, τον καθιστά ακόμη πιο ξεχωριστό.

Πηγές: "Evidence from APOGEE for the Presence of a Major Building Block of the Halo Buried in the Inner Galaxy," Danny Horta et al., 2020 Nov. 20, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: arxiv.org/abs/2007.10374]. - https://phys.org/news/2020-11-astronomers-fossil-galaxy-deep-milky.html - https://physicsgg.me/2020/11/23/