For mellom 300 millioner og 900 millioner år siden kolliderte Melkeveis galaksen nesten med Skytten-dverggalaksen. Data fra ESAs Gaia-oppdrag viser den pågående effekten av denne hendelsen, med stjerner som beveger seg som krusninger på overflaten av et tjern. Den galaktiske kollisjonen er del av en pågående kannibalisering av dverggalaksen ved den mye større Melkeveien.
"I begynnelsen var funksjonene veldig rare for oss." - Teresa Antoja, hovedforsker, Universität de Barcelona, Spania.
Gaias viktigste vitenskapelige mål er å kartlegge en milliard stjerner i vårt galaktiske nabolag. Det lager et presisjons 3D-kart over Melkeveien, og svarer på spørsmål om galaksenes opprinnelse og utvikling. ESA lanserte Gaia i 2013 på et planlagt oppdrag på fem år.
Gaia oppdaget møtet mellom Melkeveien og Skytten dverggalakse ved å kartlegge bevegelsen av stjerner på Melkeveiens galaktiske plate. Gaia måler nøyaktig posisjonene og de nøyaktige hastighetene til en milliard stjerner. Romfartøyet regnet ut det som er kjent som ‘fasarom’ for en delmengde av noen få millioner stjerner, ved å estimere de tredimensjonale hastighetene for disse stjernene. Dette faserommet, eller kombinasjonen av posisjon og hastighet, gjorde det mulig for forskere å studere stjernebevegelsen til stjerner på platen.
"Jeg ble litt sjokkert og tenkte at det kunne være et problem med dataene fordi formene er så tydelige." - Teresa Antoja, Universitat de Barcelona, Spania.
De stjernebevegelsene i faserom avslørte noe sjokkerende og uventet. Lederforsker Teresa Antoja, fra Universität de Barcelona i Spania, ble sjokkert over hva dataene avslørte. Hun mente det må være et problem i dataene. Et snegellignende mønster som aldri før hadde blitt sett før skilte seg ut. Mønsteret var i grafen over stjernenes høyde over eller under Galaxy-planet, plottet mot deres hastighet i samme retning. "I begynnelsen var funksjonene veldig rare for oss," sier Teresa. "Jeg ble litt sjokkert og tenkte at det kunne være et problem med dataene fordi formene er så tydelige."
Men Gaia-oppdraget er et stort foretak. Det har databehandlings- og analyseteam over hele Europa, og disse teamene testet alle dataene før de ga ut dem. Antoja og kollegene hennes testet også dataene for å se om feil hadde fått formen til å vises. Men jakten på feil dukket ikke opp noe. De måtte akseptere at den uvanlige og uventede formen faktisk var der.
"Det ser ut som om du plutselig har lagt de riktige brillene på, og at du ser alle tingene som ikke var mulig å se før," sier Teresa.
Antoja anerkjente at formen ble avslørt fordi dataene fra Gaia var av så høy kvalitet. Det var som å ta på de rette glassene. Neste trinn var å finne ut hva som forårsaket denne formen.
Krusningene i stjernene på Melkeveien ble som krusninger i et tjern. "Det er litt som å kaste en stein i et tjern, som fortrenger vannet som krusninger og bølger," forklarer Teresa. Imidlertid roer en dams overflate seg ganske raskt. Stjernenes bevegelse har pågått i hundrevis av millioner av år.
Når teamet visste at de ser noe virkelig, begynte de å undersøke årsaken til disse ‘krusningene.’ Hva hadde skjedd med Melkeveien for å produsere dem?
Melkeveien, som mange store galakser, er litt av en kannibal. En måte å vokse så stor på er ved å absorbere stjerner fra andre stjerneklynger og andre galakser. Når de er absorbert, blander disse stjernene seg med resten av galaksen. Men i dette tilfellet blandet de nye medlemmene i Melkeveien seg ikke inn.
Amina Helmi jobber ved University of Groningen, i Nederland. Hun er en samarbeidspartner på prosjektet og den andre forfatteren på det resulterende papiret. Helmi husket studier av seg selv og andre forskere på Skytten dverggalakse. Skytten inneholder bare noen få titalls millioner stjerner, langt færre enn 100 til 400 milliarder stjerner i Melkeveien. Helmi visste at Melkeveien spiste Skytten-galaksen.
Forrige gang de to galaksene kom nær hverandre kolliderte de ikke. Men tyngdekraften fra det nære møtet var nok til å forstyrre noen av stjernene på Melkeveiens plate. Akkurat som en kastet stein som kruset overflaten av et tjern.
"Dette er akkurat den typen funn vi håpet ville komme fra Gaia-dataene." - Timo Prusti, Gaia prosjektforsker ved ESA.
Anslaget for det siste møtet mellom Skytten og Melkeveien var mellom 200 millioner og 1 milliard år siden. Og den tidsrammen samsvarer med tidsrammen som er fastsatt av Gaia-dataene.
Det høres veldig overbevisende ut. "Studien innebærer, definitivt, at galaksens disk er dynamisk ung, følsom for forstyrrelser og endrer seg over tid", sa Antoja. Men det er fortsatt behov for forsiktighet. Korrelasjonen mellom stjernenes bevegelse på Melkeveiens skive og Skytten-galaksen er basert på enkle datamodeller og analyser.
Gaia-dataene har mye mer å lære oss om utviklingen av Melkeveien. Teamet bak studien har til hensikt å undersøke hele fenomenet mer fullstendig. Det er mye arbeid å gjøre, og en enorm mengde data du kan kamre gjennom.
“Oppdagelsen var lett; tolkningen er vanskeligere. Og den fulle forståelsen av dens betydning og implikasjoner kan ta flere år. ” sa Amina.
"Dette er akkurat den typen funn vi håpet ville komme fra Gaia-dataene," la Timo Prusti, Gaia-prosjektforsker ved ESA, til.
- ESAs pressemelding: GAIA Hints to our Galaxy's Turbulent Life
- Universität de Barcelona Pressemelding: GAIA oppdager et rist i melkeveien
- GAIA Mission Home
- Forskningsartikkel: En dynamisk ung og forstyrret melkeveisdisk
