Astronomer har endelig observeret noget, der blev forudsagt, men aldrig set: en strøm af stjerner, der forbinder de to magellanske skyer. Dermed begyndte de at afsløre mysteriet omkring Store Magellanic Cloud (LMC) og Small Magellanic Cloud (SMC). Og det krævede den ekstraordinære magt fra Det Europæiske Rumorganisations (ESA) Gaia-observatorium for at gøre det.
De store og små magellanske skyer (LMC og SMC) er dværggalakser til Mælkevejen. Teamet af astronomer, ledet af en gruppe ved University of Cambridge, fokuserede på skyerne og på en bestemt type meget gammel stjerne: RR Lyrae. RR Lyrae-stjerner er pulserende stjerner, der har eksisteret siden de tidlige dage af skyerne. Skyerne har været vanskelige at studere, fordi de spreder sig vidt, men Gaias unikke udsigt til himlen har gjort det lettere.
De magellanske skyer er lidt af et mysterium. Astronomer vil vide, om vores konventionelle teori om galaksdannelse gælder for dem. For at finde ud af det, er de nødt til at vide, hvornår skyerne først nærmet sig Mælkevejen, og hvad deres masse var på det tidspunkt. Cambridge-teamet har afsløret nogle ledetråde til at hjælpe med at løse dette mysterium.
Holdet brugte Gaia til at opdage RR Lyrae-stjerner, som gjorde det muligt for dem at spore omfanget af LMC, noget der har været vanskeligt at gøre, indtil Gaia kom med. De fandt en halo med lav lysstyrke omkring LMC, der strakte sig så langt som 20 grader. For at LMC skal holde fast i stjerner, der langt væk betyder, at det skulle være meget mere massivt end tidligere antaget. Faktisk kan LMC have så meget som 10 procent af den masse, som Mælkevejen har.
Det hjalp astronomer med at besvare massespørgsmålet, men for virkelig at forstå LMC og SMC havde de brug for at vide, hvornår skyerne ankom på Mælkevejen. Men det er umuligt at spore en satellitgalakis bane. De bevæger sig så langsomt, at en menneskelig levetid er en lille blip sammenlignet med dem. Dette gør deres bane i det væsentlige uobserverbar.
Men astronomer var i stand til at finde den næste bedste ting: den ofte forudsagte men aldrig observerede stjernestrøm eller bro af stjerner, der strækker sig mellem de to skyer.
En stjernestrøm dannes, når en satellitgalakse føler et andet legems tyngdekrafttræk. I dette tilfælde tillader LMC's tyngdekraft, at individuelle stjerner kunne forlade SMC og blive trukket mod LMC. Stjernerne forlader ikke på én gang, de forlader individuelt over tid og danner en strøm eller en bro mellem de to kroppe. Denne handling efterlader en lysende spor af deres sti over tid.
Astronomerne bag denne undersøgelse mener, at broen faktisk har to komponenter: stjerner, der er fjernet fra SMC af LMC, og stjerner, der er fjernet fra LMC ved Mælkevejen. Denne bro af RR Lyrae-stjerner hjælper dem med at forstå historien om samspillet mellem alle tre kroppe.
Den seneste interaktion mellem skyerne var omkring 200 millioner år siden. På det tidspunkt gik skyerne tæt ved hinanden. Denne handling dannede ikke en, men to broer: en af stjerner og en af gas. Ved at måle forskydningen mellem stjernebroen og gasbroen håber de at indsnævre tætheden af koronaen af gas, der omgiver Mælkevejen.
Tætheden af Mælkevejens galaktiske korona er det andet mysterium, som astronomer håber at løse ved hjælp af Gaia-observatoriet.
Galactic Corona består af ioniseret gas ved meget lav densitet. Dette gør det meget vanskeligt at observere. Men astronomer har undersøgt det intenst, fordi de tror, at koronaen muligvis har plads til det meste af den manglende baryoniske sag. Alle har hørt om Dark Matter, den sag, der udgør 95% af sagen i universet. Dark Matter er noget andet end den normale sag, der udgør kendte ting som stjerner, planeter og os.
De andre 5% af stoffet er baryonisk stof, de velkendte atomer, som vi alle lærer om. Men vi kan kun stå for halvdelen af de 5% af den baryoniske sag, som vi mener skal eksistere. Resten kaldes den manglende baryoniske sag, og astronomer synes, det er sandsynligvis i den galaktiske korona, men de har ikke været i stand til at måle det.
At forstå densiteten af den galaktiske korona feeds tilbage til forståelsen af de magellanske skyer og deres historie. Det skyldes, at broer og stjerner og gas, der dannedes mellem de små og store magellanske skyer, oprindeligt bevægede sig med samme hastighed. Men da de nærmet sig Mælkevejens korona, udøvede corona træk på stjernerne og gassen. Fordi stjernerne er små og tætte i forhold til gassen, rejste de gennem koronaen uden nogen ændring i deres hastighed.
Men gassen opførte sig anderledes. Gassen var stort set neutral brint og meget diffus, og dens møde med Mælkevejens korona bremsede den betydeligt. Dette skabte forskydningen mellem de to streams.
Holdet sammenlignede de aktuelle placeringer af strømme af gas og stjerner. Ved at tage tætheden af gassen i betragtning, og også hvor længe begge skyer har været i koronaen, kunne de derefter estimere tætheden af selve koronaen.
Da de gjorde det, viste deres resultater, at den manglende baryoniske sag kunne redegøres for i koronaen. Eller i det mindste en betydelig del af det kunne. Så hvad er slutresultatet af alt dette arbejde?
Det ser ud til, at alt dette arbejde bekræfter, at både de store og små magellanske skyer overholder vores konventionelle teori om galaksdannelse.
Mystery løst. Vejen at gå, videnskab.
