Å forstå hvordan universet ble til er en av de større utfordringene med å være astrofysiker. Gitt det observerbare universets store størrelse (46,6 milliarder lysår) og svimlende alder (13,8 milliarder år), er dette ingen enkel oppgave. Likevel har pågående observasjoner, beregninger og datasimuleringer gjort det mulig for astrofysikere å lære mye om hvordan galakser og større strukturer har endret seg over tid.
For eksempel har en fersk undersøkelse av et team fra University of Kentucky (UK) utfordret forestillinger om tidligere galakse som har utviklet seg til å bli det vi ser i dag. Basert på observasjoner gjort av Melkeveiens stjerneskive, som tidligere ble antatt å være jevn, fant teamet bevis på asymmetriske krusninger. Dette indikerer at i vår fortid kan galaksen vår ha blitt formet av gamle påvirkninger.
Studien, med tittelen "Milky Way Tomography with K and M Dwarf Stars: The Vertical Structure of the Galactic Disk", dukket nylig opp i The Astrophysical Journal. Ledet av Deborah Ferguson, en UK-utdannet 2016, besto teamet av professor Susan Gardner - fra UK College of Arts and Sciences - og Brian Yanny, en astrofysiker fra Fermilab Centre for Particle Astrophysics (FCPA).
Denne studien utviklet seg fra Fergusons senioroppgave, som ble overvåket av prof. Gardner. På den tiden prøvde Ferguson å utvide på tidligere forskning fra Gardner og Yanny, som også prøvde å forstå krusninger i galaksens stjerneskive. Av hensyn til denne nye studien stolte teamet på data innhentet av Sloan Digital Sky Survey’s (SDSS) 2,5 m teleskop, som ligger ved Apache Point-observatoriet i New Mexico.
Dette tillot teamet å undersøke den romlige fordelingen av 3,6 millioner stjerner i Melkeveis galaksen, hvorfra de bekreftet tilstedeværelsen av asymmetriske krusninger. Disse, hevder de, kan tolkes som bevis på Melkeveiens gamle påvirkninger - med andre ord at disse krusningene resulterte fra at galaksen vår kom i kontakt med andre galakser i fortiden.
Disse kan omfatte en sammenslåing mellom Melkeveien og Skytten-dverggalaksen for omtrent 0,85 milliarder år siden, samt vår galakses nåværende fusjon med Canis Major dverggalakse. Som prof. Gardner forklarte i en fersk pressemelding fra Storbritannia:
"Disse innvirkningene antas å ha vært 'arkitektene' til Melkeveiens sentrale bar og spiralarmer. Akkurat som krusningene på overflaten av en glatt innsjø tyder på at en fjern hurtigbåt passerer, søker vi etter avganger fra symmetriene vi ville forvente i stjernenes fordelinger for å finne bevis på gamle påvirkninger. Vi har funnet omfattende bevis for brudd på alle disse symmetriene og dermed bygger saken for rollen som gamle påvirkninger i å danne strukturen til Melkeveien vår. ”
Som nevnt indikerte Gardners tidligere arbeid også at når det gjaldt nord / sør-symmetri av stjerner på Melkeveiens disk, var det en vertikal "krusning". Med andre ord, antall stjerner som lå over eller under den stjernede disken ville øke fra en prøvetaking til den neste jo lenger de så fra midten av den galaktiske disken. Men takket være de siste dataene innhentet av SDSS, hadde teamet en mye større utvalg å basere sine konklusjoner på.
Og til syvende og sist bekreftet disse funnene observasjonene gjort av Ferguson og Lally, og viste også bevis på en asymmetri i planet til den galaktiske disken også. Som Ferguson forklarte:
Å ha tilgang til millioner av stjerner fra SDSS ga oss mulighet til å studere galaktisk struktur på en helt ny måte ved å bryte himmelen opp i mindre regioner uten tap av statistikk. Det har vært utrolig å se dette prosjektet utvikle seg og resultatene dukke opp når vi planla stjernetettheten og så spennende mønstre over fotavtrykket. Etter hvert som flere studier blir gjort på dette feltet, er jeg spent på å se hva vi kan lære om strukturen i galaksen vår og kreftene som bidro til å forme den. ”
Å forstå hvordan galaksen vår utviklet seg og hvilken rolle eldgammel innvirkning spilte, er avgjørende for å forstå historien og evolusjonen til universet som helhet. Og i tillegg til å hjelpe oss med å bekrefte (eller oppdatere) våre nåværende kosmologiske modeller, kan studier som denne også fortelle oss mye om hva som ligger i vente for galaksen vår milliarder av år fra nå.
I flere tiår har astronomer vært av den oppfatning at Melkeveien i omtrent fire milliarder år vil kollidere med Andromeda. Denne hendelsen vil sannsynligvis ha enorme konsekvenser, noe som fører til sammenslåing av begge galakas supermassive sorte hull, stjernekollisjoner og stjerner som blir kastet ut. Selv om det er tvilsomt medmenneskelighet vil være rundt denne hendelsen, vil det likevel være verdt å vite hvordan denne prosessen vil forme vår galakse og det lokale universet.
