На основе информации, полученной благодаря миссии Европейского космического агентства «Gaia» и данным обзора «Sloan Digital Sky Survey», ученые-астрономы выявили две группы звезд с низким содержанием металлов, названные Шакти и Шива. Дальнейшее изучение их траекторий движения позволило предположить, что изначально эти звезды принадлежали различным галактикам, которые объединились примерно 12–13 миллиардов лет назад, став фундаментом для формирования и эволюции Млечного Пути. Описание открытия опубликовано в научном издании Astrophysical Journal.
«История раннего Млечного Пути – это повесть о слиянии небольших галактик, которые формируют крупные структурные элементы. Наше открытие можно сравнить с обнаружением первых поселений, из которых впоследствии вырос современный мегаполис», – отмечают авторы научной работы.
В процессе столкновения и объединения галактик происходит ряд одновременных процессов: каждая из них содержит собственные облака газообразного водорода, которые при взаимодействии дестабилизируются, что приводит к образованию большого количества новых звезд.
«Безусловно, в сталкивающихся галактиках уже присутствуют собственные звезды, и после слияния они перемешиваются. В перспективе такой «генеалогический» состав станет частью населения новой галактики. После завершения объединения может показаться сложным определить, какой из предшественников принадлежала конкретная группа звезд, однако существуют методы для отслеживания их происхождения», – прокомментировали ученые.
Подсказки для решения задачи приходят из области фундаментальной физики. При столкновениях галактик и последующем смешении их звёздных скоплений, большая часть звезд сохраняет ключевые характеристики, напрямую зависящие от скорости и направления движения той галактики, в которой они сформировались.
«Звезды, принадлежавшие до слияния одной и той же галактике, характеризуются схожими значениями как по энергии, так и по физической величине, известной как угловой момент – импульсу, связанному с орбитальным движением или вращением. В гравитационном поле галактики для этих звезд сохраняются как энергия, так и угловой момент, оставаясь постоянными во времени. Необходимо искать большие группы звёзд, демонстрирующих схожие, необычные значения энергии и углового момента – это, вероятно, укажет на остатки слияния», – пояснили исследователи.
Для более точной идентификации можно использовать дополнительные признаки: недавно сформировавшиеся звезды содержат больше тяжелых элементов по сравнению со звездами, появившимися гораздо раньше. При поиске звезд, существовавших 13 миллиардов лет назад, следует обращать внимание на те, что характеризуются крайне низким содержанием металлов.
«Сочетание значений энергии и углового момента, а также общая низкая металличность звёзд, входящих в группы Шакти и Шивы, позволяет предположить, что они могут являться одними из древнейших предшественников нашего Млечного Пути. Вероятно, Шакти и Шива стали первыми пополнениями к «бедному старому сердцу Млечного Пути» – популяции звезд, сохранившейся в ядре Галактики с момента её формирования», – сделали вывод авторы исследования.
