Astronomer har endelig observert noe som ble spådd, men aldri sett: en strøm av stjerner som forbinder de to magellanske skyene. Ved å gjøre dette begynte de å avdekke mysteriet rundt Stor Magellanic Cloud (LMC) og Small Magellanic Cloud (SMC). Og det krevde den ekstraordinære kraften fra European Space Agency (ESA) Gaia Observatory for å gjøre det.
De store og små magellanske skyene (LMC og SMC) er dverggalakser til Melkeveien. Teamet av astronomer, ledet av en gruppe ved University of Cambridge, fokuserte på skyene og på en bestemt type veldig gammel stjerne: RR Lyrae. RR Lyrae-stjerner er pulserende stjerner som har eksistert siden de tidlige dagene av skyene. Skyene har vært vanskelige å studere fordi de sprer seg vidt, men Gaias unike utsikt til himmelen har gjort dette enklere.
De magellanske skyene er litt av et mysterium. Astronomer vil vite om vår konvensjonelle teori om galaksdannelse gjelder dem. For å finne ut det, må de vite når skyene først nærmet seg Melkeveien, og hva deres masse var på den tiden. Cambridge-teamet har avdekket noen ledetråder for å bidra til å løse dette mysteriet.
Teamet brukte Gaia for å oppdage RR Lyrae-stjerner, som gjorde at de kunne spore omfanget av LMC, noe som har vært vanskelig å gjøre før Gaia kom med. De fant en glorie med lav lysstyrke rundt LMC som strakte seg så langt som 20 grader. For at LMC skal holde fast i stjerner som langt borte betyr at det måtte være mye mer massivt enn tidligere antatt. Faktisk kan LMC ha så mye som 10 prosent av massen som Melkeveien har.
Det hjalp astronomer med å svare på massespørsmålet, men for å virkelig forstå LMC og SMC, trengte de å vite når skyene ankom Melkeveien. Men å spore bane for en satellittgalakse er umulig. De beveger seg så sakte at en menneskelig levetid er en liten blipp sammenlignet med dem. Dette gjør bane deres i det vesentlige ikke observerbar.
Men astronomer var i stand til å finne det nest beste: den ofte forutsagte, men aldri observerte stjernestrømmen, eller broen av stjerner, som strekker seg mellom de to skyene.
En stjernestrøm dannes når en satellittgalakse føler gravitasjonstrekket fra et annet legeme. I dette tilfellet tillot gravitasjonstrekket til LMC individuelle stjerner å forlate SMC og bli trukket mot LMC. Stjernene forlater ikke med en gang, de forlater hver for seg over tid og danner en strøm eller bro mellom de to kroppene. Denne handlingen etterlater en lysende spor av veien deres over tid.
Astronomene bak denne studien tror at broen faktisk har to komponenter: stjerner strippet fra SMC av LMC, og stjerner strippet fra LMC av Melkeveien. Denne broen av RR Lyrae-stjerner hjelper dem med å forstå historien til samspillet mellom alle tre kroppene.
Det siste samspillet mellom skyene var for rundt 200 millioner år siden. På den tiden passerte skyene like ved hverandre. Denne handlingen dannet ikke en, men to broer: en av stjerner og en av gass. Ved å måle forskyvningen mellom stjernebroen og gassbroen, håper de å begrense tettheten til koronaen av gass som omgir Melkeveien.
Tettheten av Melkeveiens galaktiske korona er det andre mysteriet som astronomene håper å løse ved hjelp av Gaia-observatoriet.
Galactic Corona består av ionisert gass med meget lav tetthet. Dette gjør det veldig vanskelig å observere. Men astronomer har undersøkt den intenst fordi de tror koronaen kan ha inn mesteparten av den manglende baryoniske saken. Alle har hørt om Dark Matter, saken som utgjør 95% av saken i universet. Dark Matter er noe annet enn den normale saken som utgjør kjente ting som stjerner, planeter og oss.
De andre 5% av saken er baryonisk materie, de kjente atomene som vi alle lærer om. Men vi kan bare utgjøre halvparten av de 5% av den baryoniske saken som vi tror må eksistere. Resten kalles den savnede baryoniske saken, og astronomer tror det sannsynligvis er i den galaktiske koronaen, men de har ikke klart å måle den.
Å forstå tettheten til den galaktiske koronaen strømmer tilbake til å forstå de magelliske skyene og deres historie. Det skyldes at broene mellom stjerner og gass som dannet seg mellom de små og store magellanske skyene opprinnelig beveget seg med samme hastighet. Men da de nærmet seg Melkeveiens korona, utøvde korona drag på stjernene og gassen. Fordi stjernene er små og tette i forhold til gassen, reiste de gjennom koronaen uten endring i hastigheten.
Men gassen oppførte seg annerledes. Gassen var stort sett nøytralt hydrogen og veldig diffus, og møtet med Melkeveiens korona bremset den betraktelig ned. Dette skapte forskyvningen mellom de to bekker.
Teamet sammenlignet de nåværende stedene for strømmer av gass og stjerner. Ved å ta hensyn til tettheten til gassen, og også hvor lenge begge skyene har vært i koronaen, kunne de da estimere tettheten til selve koronaen.
Da de gjorde det, viste resultatene at den manglende baryoniske saken kunne redegjøres for i koronaen. Eller i det minste en betydelig brøkdel av det. Så hva er sluttresultatet av alt dette arbeidet?
Det ser ut som alt dette arbeidet bekrefter at både de store og små magellanske skyene samsvarer med vår konvensjonelle teori om galaksdannelse.
Mystery løst. Veien å gå, vitenskap.
