Создано «генеалогическое древо» Млечного пути, длиной в 10 миллиардов лет

Что мы знаем о Млечном пути?

Млечный путь — это галактика, в которой находятся Земля, Солнечная система и все отдельные звезды, видимые невооруженным глазом.

Млечный Путь вместе с галактикой Андромеды (М31), галактикой Треугольника (М33) и более чем 40 карликовыми галактиками-спутниками — своими и Андромеды — образуют Местную группу галактик, которая входит в Местное сверхскопление (Сверхскопление Девы).

Диаметр Галактики составляет около 30 тыс. парсек (порядка 100 000 световых лет, 1 квинтиллион километров) при оценочной средней толщине порядка 1 000 световых лет. После статистического анализа данных исследований, проведенных в рамках миссий APOGEE и LAMOST, ученые из Канарского института астрофизики пришли к выводу, что диаметр диска Млечного пути составляет около 200 000 световых лет.

Галактика содержит, по современной оценке, от 200 до 400 млрд звезд. Их основная масса расположена в форме плоского диска. В Галактике Млечный путь также находится от 25 до 100 млрд коричневых карликов.

Большая часть массы Галактики содержится не в звездах и межзвездном газе, а в несветящемся гало из темной материи, поэтому точное определение массы Млечного пути весьма затруднено. По состоянию на январь 2009 года, масса Галактики оценивалась в 3⋅10¹² масс Солнца, или 6⋅10⁴² кг. Оценка, опубликованная в мае 2016 года астрофизиками из Канады, определила массу Галактики всего в 7⋅10¹¹ масс Солнца.

В 2019 году, объединив новые данные миссий Gaia и Hubble, астрономы определили, что масса Млечного Пути, в радиусе 129 000 световых лет от центра Галактики, составляет около 1,5⋅10¹² масс Солнца.

История Галактики

Астрономы, производившие замеры движения 30 тыс. звезд в галактике Млечный путь, обнаружили, что около 10 млрд лет назад Млечный путь слился с крупной галактикой Гайя-Энцелад (Gaia-Enceladus), что привело к образованию толстого диска и придало ему надутую форму. По размерам Гайя-Энцелад была в 10 раз меньше современного Млечного пути, но в момент катаклизма соотношение было 1 к 4, так как Млечный путь был тогда намного меньше. По массе Гайя-Энцелад была немного более массивной, чем современное Малое Магелланово Облако.

По расчётам ученых из Калифорнийского университета в Риверсайде (США), 1 млрд лет назад карликовая галактика в Киле, Карликовая галактика в созвездии Печь и еще несколько ультраслабых карликовых галактик были спутниками Большого Магелланова Облака, а не Млечного пути.

Возможны столкновения нашей Галактики с иными галактиками, в том числе со столь крупной, как галактика Андромеды, однако конкретные предсказания пока невозможны ввиду незнания поперечной скорости внегалактических объектов.

Как меняет наши знания «генеалогическое древо»?

Ученые решили по кусочкам воссоздать процесс того, как Млечный путь сливался с другими галактиками на протяжении 10 млрд лет: анализ плотных звездных скоплений, вращающихся вокруг галактики, дал наиболее полную историю их слияния.

Когда одна галактика поглощает другую, плотные скопления звезд сохраняют частичную независимость, превращаясь в шаровые скопления. Шаровые скопления вращаются вокруг одного объекта и долгое время остаются неизменными.

Многие шаровые звездные скопления часто называют «окаменелостями» ранней Вселенной. Все звезды в нем могли образовываться одновременно, а в качестве сырья они использовали одно и то же газовое облако.

В зависимости от возраста, орбитального пути и содержания металла шаровые скопления делятся на пять групп, помимо тех, которые, как предполагалось, изначально образовались вместе с Млечным путем.

Четыре из этих скоплений соответствуют известным галактикам-прародителям:

• Гайя-Энцелад (Gaia-Enceladus),
• Хелми (Helmi),
• Секвойя,
• Стрелец.
• Пятая группа шаровых скоплений точно соответствует свойствам ранее неизвестной галактике Кракен. Ученые утверждают, что ее поглощение оказало сильнейшее влияние на формирование Млечного пути.

Используя данные космического телескопа Gaia, команда сгруппировала шаровые скопления на основе их орбитального движения. Скопления, имеющие похожие орбиты в Млечном пути, произошли из одной и той же галактики. В какой-то момент эти древние галактики слились с нашей.

Каждая из пяти описанных протогалактик имела массу как минимум в 60 млн раз больше массы Солнца. Авторы считают, что было захвачено не менее десяти галактик с массой более 4,5 млн солнечных масс.

Что будет с Млечный путем в будущем?

Согласно опубликованным в сентябре 2014 года данным, по одной из моделей, через 4 млрд лет Млечный путь «поглотит» Большое и Малое Магеллановы Облака, а через 5 млрд лет сам будет поглощен Туманностью Андромеды. По другим расчетам, галактики столкнутся по касательной через 4,5 млрд лет.

По расчетам ученых из Института вычислительной космологии Даремского университета, Большое Магелланово облако, которое сейчас отдаляется от Млечного пути, примерно через 1 млрд лет развернется и направится к центру нашей Галактики, где в течение примерно 1,5 млрд лет будет происходить их слияние. При этом центральный объект нашей Галактики Стрелец А* увеличится в размерах в 10 раз. В результате столкновения через 2 млрд лет Солнечная система может быть вытолкнута из нашей галактики в межгалактическое пространство.