Дані місії ESA Gaia переписують історію нашої галактики, Чумацького Шляху. Те, що традиційно вважалося галактиками-супутниками Чумацького Шляху, тепер виявилося в основному новачками в нашому галактичному середовищі.
Карликова галактика - це сукупність від тисячі до декількох мільярдів зірок. Протягом десятиліть була поширена думка, що карликові галактики, які оточують Чумацький Шлях, є його супутниками, а це означає, що вони знаходяться на орбіті навколо нашої галактики і були нашими постійними супутниками протягом багатьох мільярдів років. Тепер рухи цих карликових галактик були вирахувані з безпрецедентною точністю завдяки даним з третього випуску даних Gaia, і їх результати дивовижні.
Астрономи використовували дані Gaia для розрахунку руху 40 карликових галактик навколо Чумацького Шляху. Вони зробили це, обчисливши набір величин, відомих як тривимірні швидкості для кожної галактики, а потім використовуючи їх для обчислення орбітальної енергії галактики і кутового (обертального) моменту.
Вони виявили, що ці галактики рухаються набагато швидше, ніж гігантські зірки і зіркові скупчення, які, як відомо, обертаються навколо Чумацького Шляху. Настільки швидко, що вони ще не могли вийти на орбіту навколо Чумацького Шляху, де взаємодія з нашою галактикою і її вмістом призвела б до виснаження їх орбітальної енергії та кутового моменту.
У минулому наша галактика поглинула кілька карликових галактик. Наприклад, 8-10 мільярдів років тому карликова галактика Гайя-Енцелад була поглинена Чумацьким шляхом. Його зірки можна ідентифікувати за даними Gaia через ексцентричні орбіти і діапазон енергій, якими вони володіють.
Відносно «недавно», 4-5 мільярдів років тому, карликова галактика Стрільця була захоплена Чумацьким шляхом і в даний час знаходиться в процесі руйнування та асиміляції. Енергія її зірок вище, ніж у Гайі-Енцелада, що вказує на більш короткий час, протягом якого вони були схильні до впливу Чумацького Шляху.
У разі карликових галактик у новому дослідженні, які представляють більшість карликових галактик навколо Чумацького Шляху, їх енергії ще вище. Це переконливо свідчить про те, що вони прибули до нас тільки в останні кілька мільярдів років.
Це відкриття вірне для Великого Магелланова Облака (БМО), більшої карликової галактики, розташованої так близько до Чумацького Шляху, що її можна побачити як пляму світла в нічному небі з південної півкулі. БМО також вважалася галактикою-супутником Чумацького Шляху до 2000-х років, коли астрономи виміряли її швидкість і виявили, що вона рухається занадто швидко, щоб бути пов'язаною гравітацією. Тепер ми знаємо, що те ж саме вірно і для більшості карликових галактик.
Отже, ці прибульці залишаться на орбіті або просто пройдуть повз нас? «Деякі з них будуть захоплені Чумацьким шляхом і стануть супутниками», - кажуть вчені.
Але точно сказати, які саме, складно, тому що це залежить від точної маси Чумацького Шляху, а астрономам важко розрахувати цю величину з якоюсь реальною точністю. Оцінки розрізняються вдвічі.
Відкриття енергій карликових галактик важливе, тому що змушує нас переоцінити природу самих карликових галактик.
Коли карликова галактика обертається по орбіті, гравітаційне тяжіння Чумацького Шляху буде намагатися розірвати її на частини. У фізиці це відомо як приливна сила. «Чумацький Шлях - велика галактика, тому його приливна сила просто гігантська, і дуже легко знищити карликову галактику після одного або двох проходів», - кажуть дослідники.
Іншими словами, стати супутником Чумацького Шляху - це смертний вирок для карликових галактик. Єдине, що могло б протистояти руйнівній хватці нашої галактики, - це якби у карлика була значна кількість темної матерії. Темна матерія - це загадкова субстанція, яка, на думку астрономів, існує у Всесвіті, щоб забезпечити додаткову гравітацію, щоб утримувати окремі галактики разом.
Отже, в традиційному уявленні про те, що карлики Чумацького Шляху були галактиками-супутниками, які перебували на орбіті протягом багатьох мільярдів років, передбачалося, що в них повинна переважати темна матерія, щоб врівноважити приливну силу Чумацького Шляху і зберегти їх недоторканими. Той факт, що Gaia виявила, що більшість карликових галактик вперше звертаються навколо Чумацького Шляху, означає, що вони зовсім не обов'язково повинні включати в себе якусь темну матерію, і ми повинні заново оцінити, чи збалансовані ці системи або, швидше, знаходяться в процесі руйнування.
Дослідження було опубліковано в The Astrophysical Journal.