Melkeveien vår er et ganske stort og befolket sted. Alt i alt teller stjernene mellom 100 og 400 milliarder kroner, med noen estimater som sier at de kan ha så mange som en billion. Men hvor kom alle disse stjernene fra? Vel, som det viser seg, i tillegg til å danne mange av sine egne og fusjonere med andre galakser, kan Melkeveien ha stjålet noen av stjernene fra andre galakser.
Slik er argumentet fra to astronomer fra Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. I følge deres studie, som er akseptert for publisering i The Astrophysical Journal, hevder de at omtrent halvparten av stjernene som går i bane i ytterkanten av Melkeveien, faktisk ble stjålet fra den nærliggende Skytten-dverggalaksen.
På en gang ble skytten Dwarf Elliptical Galaxy antatt å være den nærmeste galaksen til vår egen (en stilling som nå innehas av Canis Major dverggalakse). Som en av flere dusin dverggalakser som omgir Melkeveien, har den kretset rundt galaksen vår flere ganger tidligere. Med hver bane som går, blir den gjenstand for vår galakas sterke tyngdekraft, som har effekten av å trekke den fra hverandre.
De langsiktige effektene av dette kan sees ved å se til de fjerneste stjernene i galaksen vår, som består av de elleve stjernene som ligger i en avstand på omtrent 300 000 lysår fra Jorden (langt utenfor Melkeveiens spiralskive). I følge studien produsert av Marion Dierickx, en doktorgradsstudent ved Harvard Universitys Department of Astronomy, ble halvparten av disse stjernene hentet fra Skytten dverggalakse i fortiden.
Professor Avi Loeb, Frank B. Baird, jr. Professor i naturvitenskap ved Harvard og Marion Dierickx doktorgradsrådgiver, var medforfatter av studien - med tittelen “Forutsagt utvidelse av Skyttestrømmen til Melkeveien Virial Radius”. Som han fortalte Space Magazine via e-post:
”Vi ser bevis for strømmer av stjerner koblet til kjernen i galaksen, og indikerer at denne dverggalaksen passerte flere ganger rundt Melkeveisenteret og ble dratt fra hverandre av tidevannsgravitasjonsfeltet på Melkeveien. Vi er alle kjent med tidevannet i havet forårsaket av tyngdekraften i månen, men hvis månen var en mye mer massiv gjenstand - ville den ha trukket havene bort fra Jorden og vi ville se en strøm av damp strekke seg bort fra jorden. ”
For studiens skyld kjørte Dierickx og Loeb datamodeller for å simulere bevegelsene til Skytten dverg de siste 8 milliarder årene. Disse simuleringene gjengir stjernestrømmer som strekker seg bort fra Skytten dverggalakse til sentrum av galaksen. De varierte også Skyttenes hastighet og innfallsvinkel for å se om de resulterende utvekslingene ville samsvare med dagens observasjoner.
"Vi forsøkte å matche avstands- og hastighetsdataene for kjernen i Sagitarrius-galaksen, og sammenlignet deretter den resulterende prediksjonen for plasseringen og hastigheten til stjerners bekker," sa Loeb. "Resultatene var veldig oppmuntrende for noen spesielle sett med innledende forhold når det gjaldt starten på Skyttens galakse-reise da universet var omtrent halvparten av sin nåværende alder."
Det de fant var at over tid mistet Skytten-dvergen omtrent en tredel av stjernene og ni tideler av dens mørke materie til Melkeveien. Sluttresultatet av dette var etableringen av tre distinkte stjernestrømmer som når en million lysår fra galaktisk sentrum til selve kanten av Melkeveiens glorie. Interessant nok er en av disse strømningene blitt spådd av simuleringer utført av prosjekter som Sloan Digital Survey.
Simuleringene viste også at fem av Skyttenes stjerner ville ende med å bli en del av Melkeveien. Dessuten falt posisjonene og hastighetene til disse stjernene sammen med fem av de fjerneste stjernene i vår galakse. De seks andre ser ikke ut til å være fra Skytten dverg, og kan være et resultat av gravitasjonsinteraksjoner med en annen dverggalakse i fortiden.
"Dynamikken til stjerner i de utvidede armene vi spår (som er den største galaktiske strukturen på himmelen noensinne har forutsagt) kan brukes til å måle massen og strukturen på Melkeveien," sa Loeb. "Den ytre konvolutten av Melkeveien ble aldri undersøkt direkte, fordi det ikke var kjent noen annen strøm for å strekke seg så langt."
Med tanke på måten simuleringene samsvarer med gjeldende observasjoner, er Dierickx trygg på at flere Skytten dverginterlopere er der ute, og bare venter på å bli funnet. For eksempel kan fremtidige instrumenter - som Large Synoptic Survey Telescope (LSST), som forventes å starte full undersøkelsesoperasjoner innen 2022 - kunne oppdage de to gjenværende stjernestrømmer som ble spådd av undersøkelsen.
Gitt tidsskalaene og de involverte avstandene, er det ganske vanskelig å undersøke vår galakse (og i forlengelsen av dette universet) for å se nøyaktig hvordan den utviklet seg over tid. Å sammenholde observasjonsdata med datamodeller har imidlertid vist seg å teste våre beste teorier om hvordan ting ble til. I fremtiden, takket være forbedrede instrumenter og mer detaljerte undersøkelser, vet vi kanskje det med sikkerhet!
Og husk å sjekke denne animasjonen av datamaskinsimuleringen, som viser virkningene på Melkeveiens tyngdekraft på Skytten dverggalakseens stjerner og mørke materie.
