שביל החלב התנגש והתמזג עם גלקסיות מרובות אחרות במהלך חייו הארוכים, אך חיבור ההיסטוריה שלו הייתה משימה קפדנית.
ניתוח חדש של צבירי כוכבים צפופים המקיפים את שביל החלב העניק לנו כעת את היסטוריית המיזוג הגלקטי השלמה ביותר עד כה. ובנתונים האלה יש אירוע מיזוג שלא היה ידוע קודם לכן שהתרחש לפני 11 מיליארד שנים, ושינה לחלוטין את צורת הגלקסיה שלנו. אסטרונומים קראו לגלקסיה ההיא - שקועה על ידי שביל החלב - קראקן.
צבירי הכוכבים המדוברים נקראיםצבירים כדוריים, שנחשב לעתים קרובות ל"מאובנים" של היקום המוקדם. הם צבירים כדוריים צפופים מאוד של בערך 100,000 עד מיליון כוכבים ישנים מאוד, חלקם עתיקים כמעט כמו היקום עצמו. בכל צביר כדורי, כל הכוכבים שלו נוצרו בו-זמנית, מאותו ענן גז, מה שאומר שאנחנו יכולים להשתמש בהרכב הכימי שלהם כדי לברר את מקורם.
אבל זה רק חלק אחד מהפאזל. לשביל החלב יש כ-150 צבירים כדוריים, ועובדים ומשחזרים את תנועת המסלול שלהם, ואת צורתם הנוכחית (חלקם נקרעים לגזרים ארוכות,זרמים כוכבים), יכולים גם לעזור לחבר מאיפה הם הגיעו.
וזה מה שצוות של אסטרונומים עשה כעת, תוך שימוש ברשת עצבית מלאכותית כדי לדמות צבירים כדוריים המקיפים גלקסיות דמויות שביל החלב. הדמיות אלה, הנקראות E-MOSAICS, מדגימות את תוחלת החיים המלאה של צבירים כדוריים, מהיווצרות דרך אבולוציה ועד להרס.
"האתגר העיקרי של חיבור המאפיינים של צבירים כדוריים להיסטוריית המיזוג של הגלקסיה המארחת שלהם תמיד היה שהרכבת הגלקסיות היא תהליך מבולגן ביותר, שבמהלכו מסלולי הצבירים הכדוריים מתערבבים לחלוטין."אמר האסטרונום דידריק קרויסןמאוניברסיטת היידלברג, גרמניה.
"בדקנו את האלגוריתם עשרות אלפי פעמים בסימולציות ונדהמנו עד כמה הוא הצליח לשחזר את היסטוריות המיזוג של הגלקסיות המדומות, תוך שימוש רק באוכלוסיות הצביר הכדורי שלהן".
השלב הבא היה להזין את התוכנה בנתונים אמיתיים. בשנים האחרונות, הלווין גאיהעבדה במרץ כדי למפות את גלקסיית שביל החלב בדיוק ובפירוט גבוהים לא רק בחלל, אלא גם בזמן. זה נתן לנו את הנתונים המדויקים ביותר עד כה על מיקומם ותנועותיהם של עצמים גלקטיים,כתוצאה מכךבכַּמָהמַקסִיםתגליותאוֹדוֹתשֶׁלָנוּבַּיִתגָלַקסִיָה.
באמצעות נתוני גאיה, הצוות קיבץ יחד צבירים כדוריים על סמך תנועת המסלול שלהם. הסיבה לכך היא שהצבירים שיש להם מסלולים דומים סביב שביל החלב נחשבים שהגיעו מאותו מקום; כלומר, גלקסיה שהושקעה על ידי שביל החלב בשלב מסוים בעברה.
(Kruijssen et al., MNRAS, 2020)
כאשר הנתונים הללו עובדו על ידי תוכנת הצוות, התוצאות התאימו מאוד לחמש התנגשויות גלקטיות.
ארבעה מהם היו ידועים - הגלקסיית גאיה-אנצלדוס, הידוע גם בשםגאיה נקניק, שנבלע על ידי שביל החלב לפני כ-9 מיליארד שנים; אתחלמי נחל, ממיזוג לפני כ-10 מיליארד שנים; אתגלקסיית סקויה, התמזגות עם שביל החלב לפני כ-9 מיליארד שנים; ואתגלקסיית גמד קשת, שיש לוחוטף שוב ושובשביל החלב במשך מיליארדי שנים.
האירוע החמישי הורכב מקבוצה שהתגלתה לאחרונה של צבירים כדוריים מסוג "אנרגיה נמוכה". על פי ניתוח התוכנה, כל אלה תואמים היטב את המאפיינים של התנגשות לא ידועה בעבר - וחשובה ביותר - עם מה שהצוות כינה גלקסיית קראקן.
"ההתנגשות עם קראקן הייתה כנראה המיזוג המשמעותי ביותר שחוותה שביל החלב אי פעם", קרוייסןאמר.
"לפני כן חשבו שהתנגשות עם גלקסיית גאיה-אנצלדוס-נקניק, שהתרחשה לפני כ-9 מיליארד שנים, הייתה אירוע ההתנגשות הגדול ביותר. עם זאת, המיזוג עם קראקן התרחש לפני 11 מיליארד שנה, כאשר שביל החלב היה פי ארבעה פחות מאסיבי כתוצאה מכך, ההתנגשות עם קראקן בוודאי שינתה את איך שביל החלב נראה באותה תקופה."
באמצעות מידע זה, הצוות הרכיב 'עץ משפחה' המתאר את היסטוריית ההתנגשויות העדכנית ביותר של שביל החלב - חמש ההתנגשויות הגדולות עם גלקסיות המכילות למעלה מ-100 מיליון כוכבים, שהתרחשו לפני 6 עד 11 מיליארד שנים. ; וכ-15 אירועי מיזוג קטנים יותר עם גלקסיות המכילות למעלה מ-10 מיליון כוכבים.
עץ זה צריך להוות בסיס למאמצים מתמשכים ועתידיים להבין את האירועים האפיים ששינו את ההיסטוריה של הגלקסיה שלנו.
"הפסולת של יותר מחמש גלקסיות אבות זוהו כעת,"אמר קרויסן. "עם טלסקופים נוכחיים וצפויים, זה אמור להיות אפשרי למצוא את כולם."
המחקר פורסם ב-הודעות חודשיות של החברה המלכותית לאסטרונומיה.
