For mellem 300 millioner og 900 millioner år siden kolliderede vores Melkevejs galakse næsten med Skytten-dværg galaksen. Data fra ESAs Gaia-mission viser den igangværende effekt af denne begivenhed med stjerner, der bevæger sig som krusninger på overfladen af en dam. Den galaktiske kollision er en del af en igangværende kannibalisering af dværggalaksen ved den langt større mælkevej.
”I begyndelsen var funktionerne meget underlige for os.” - Teresa Antoja, førende forsker, Universität de Barcelona, Spanien.
Gaias vigtigste videnskabelige mål er at undersøge en milliard stjerner i vores galaktiske kvarter. Det skaber et præcist 3D-kort over Mælkevejen og besvarer spørgsmål om oprindelsen og udviklingen af vores galakse. ESA lancerede Gaia i 2013 på en planlagt fem-årig mission.
Gaia opdagede mødet mellem Mælkevejen og Skytten-dværg galaksen ved at kortlægge bevægelsen af stjerner på Mælkevejens galaktiske disk. Gaia måler nøjagtigt positionerne og nøjagtige hastigheder for en milliard stjerner. Rumfartøjet udarbejdede det, der er kendt som 'fase rum' for en delmængde af et par millioner stjerner ved at estimere de tredimensionelle hastigheder for disse stjerner. Dette faserum eller kombination af position og hastighed gjorde det muligt for forskere at studere stjernernes bevægelse på disken.
”Jeg var lidt chokeret, og jeg troede, at der kunne være et problem med dataene, fordi figurerne er så klare.” - Teresa Antoja, Universitat de Barcelona, Spanien.
De stjernebevægelser i fase rum afslørede noget chokerende og uventet. Ledende forsker Teresa Antoja fra Universität de Barcelona i Spanien blev chokeret over, hvad dataene afslørede. Hun mente, at der må være et problem i dataene. Et snegllignende mønster, der aldrig var set før, stod ud. Mønsteret var i grafen over stjernernes højde over eller under Galaxy-planet, afbildet mod deres hastighed i samme retning. ”I begyndelsen var funktionerne meget underlige for os,” siger Teresa. ”Jeg var lidt chokeret, og jeg troede, at der kunne være et problem med dataene, fordi figurerne er så klare.”
Men Gaia-missionen er en enorm virksomhed. Det har databehandlings- og analyseteam over hele Europa, og disse hold testede alle dataene, før de frigives. Antoja og hendes kolleger testede også dataene for at se, om fejl havde fået formen til at vises. Men deres jagt på fejl viste intet. De måtte acceptere, at den usædvanlige og uventede form faktisk var der.
”Det ser ud til, at du pludselig har lagt de rigtige briller på, og du ser alle de ting, der ikke var muligt at se før,” siger Teresa.
Antoja erkendte, at formen blev afsløret, fordi dataene fra Gaia var af så høj kvalitet. Det var som at sætte de rigtige briller på. Det næste trin var at finde ud af, hvad der forårsagede denne form.
Krusningerne i stjernerne på Mælkevejen skiven var som krusninger i en dam. ”Det er lidt som at kaste en sten i en dam, som fortrænger vandet som krusninger og bølger,” forklarer Teresa. En dam's overflade beroliger sig imidlertid ret hurtigt. Stjernernes bevægelse har pågået i hundreder af millioner af år.
Når teamet vidste, at de så noget rigtigt, begyndte de at undersøge årsagen til disse 'krusninger.' Hvad var der sket med Mælkevejen for at producere dem?
Mælkevejen er som mange store galakser lidt af kannibalen. En måde, den er vokset så stor på, er ved at absorbere stjerner fra andre stjerne klynger og andre galakser. Når de er optaget, blandes disse stjerner med resten af galaksen. Men i dette tilfælde blandede de nye medlemmer af Mælkevejen sig ikke ind.
Amina Helmi arbejder på University of Groningen i Holland. Hun er en samarbejdspartner om projektet og den anden forfatter til det resulterende papir. Helmi huskede undersøgelser af sig selv og andre forskere på Skytten-dværg galaksen. Skytten indeholder kun et par titusinder af millioner stjerner, langt færre end 100 til 400 milliarder stjerner i Mælkevejen. Helmi vidste, at Mælkevejen spiste Skytten-galaksen.
Sidste gang de to galakser kom tæt på hinanden, kolliderede de ikke. Men tyngdekraften fra det nære møde var nok til at forstyrre nogle af stjernerne på Mælkevejens disk. Ligesom en kastet sten, der krusede overfladen af en dam.
”Dette er nøjagtigt den slags opdagelse, vi håbede, ville komme fra Gaia-dataene.” - Timo Prusti, Gaia-projektforsker ved ESA.
Estimatet for det sidste møde mellem Skytten og Mælkevejen var mellem 200 millioner og 1 milliard år siden. Og den tidsramme matcher den tidsramme, der er fastlagt af Gaia-dataene.
Det lyder meget overbevisende. ”Undersøgelsen indebærer, bestemt, at vores galakas disk er dynamisk ung, følsom over for forstyrrelser og ændrer sig over tid”, sagde Antoja. Men der er stadig behov for forsigtighed. Korrelationen mellem stjernernes bevægelse på Mælkevejenes disk og Skytten-galaksen er baseret på enkle computermodeller og analyser.
Gaia-dataene har meget mere at lære os om udviklingen af Mælkevejen. Holdet bag studien har til hensigt at undersøge hele fænomenet mere fuldstændigt. Der er meget arbejde at gøre, og en enorm mængde data at gennemgå.
”Opdagelsen var let; fortolkningen er sværere. Og den fulde forståelse af dens betydning og implikationer kan tage flere år. ” sagde Amina.
”Dette er nøjagtigt den slags opdagelse, vi håbede, ville komme fra Gaia-dataene,” tilføjede Timo Prusti, Gaia-projektforsker ved ESA.
- ESA-pressemeddelelse: GAIA antyder vores Galaxy's turbulente liv
- Universität de Barcelona Pressemeddelelse: GAIA registrerer en ryster i Mælkevejen
- GAIA Mission Home
- Forskningsartikel: En dynamisk ung og forstyrret mælkevejsdisk
