Астрономы нашли признаки древнего переворота диска Млечного Пути

Млечный Путь, возможно, пережил масштабное изменение ориентации своего диска, которое произошло в далёком прошлом. Новое исследование помогает объяснить одну из давних загадок нашей Галактики и показывает, что её современная структура могла сформироваться в результате гораздо более драматичной истории, чем считалось ранее.

Астрономы из Даремского университета использовали суперкомпьютерные симуляции галактик, похожих на Млечный Путь. Они обнаружили, что галактики с медленно вращающимися звёздными гало чаще переживали так называемый переворот диска, при котором ориентация галактического диска изменялась более чем на 90 градусов.

Большинство звёзд Млечного Пути находится в его плоском спиральном диске. Вокруг него располагается значительно более крупное, но гораздо менее плотное звёздное гало, состоящее преимущественно из звёзд, которые первоначально сформировались в небольших галактиках, а затем оказались в составе Млечного Пути после галактических слияний.

Наблюдения космической миссии Gaia Европейского космического агентства показали, что звёздное гало Млечного Пути вращается очень медленно. Однако до сих пор астрономы не могли точно объяснить причину этой особенности.

Чтобы разобраться в этом вопросе, исследователи проанализировали эволюцию 25 галактик, похожих на Млечный Путь, в рамках космологических компьютерных симуляций Auriga. Модели позволили проследить развитие галактик на протяжении миллиардов лет.

Оказалось, что галактики с наиболее медленно вращающимися звёздными гало имели две общие особенности. В прошлом они пережили крупное лобовое столкновение с другой галактикой, а также значительный переворот своего галактического диска.

Исследователи считают, что аналогичный сценарий мог произойти и с Млечным Путём. Астрономы уже знают, что в далёком прошлом наша Галактика столкнулась с массивной галактикой, известной как Gaia-Sausage-Enceladus, или «Гайя-Энцелад».

Gaia-Sausage-Enceladus была массивной карликовой галактикой, которая столкнулась с ранним Млечным Путём и была поглощена им примерно 10–11 миллиардов лет назад. Это слияние стало крупнейшим событием в ранней истории нашей Галактики и оставило после себя миллиарды звёзд, движущихся по сильно вытянутым орбитам.

«Мы уже знаем, что в прошлом Млечный Путь пережил мощное лобовое столкновение с галактикой Gaia-Sausage-Enceladus. Поэтому мы считаем, что диск Млечного Пути, вероятно, мог изменить свою ориентацию», — объяснил ведущий исследователь проекта астроном Кирилл Батраков.

Если диск Млечного Пути действительно совершил такой переворот, большинство его звёзд в прошлом двигалось по траекториям, существенно отличавшимся от современных. Это могло касаться даже Солнца, а значит, нынешнее положение нашей звёздной системы в Галактике могло быть далеко не таким стабильным на протяжении всей истории Солнечной системы, как принято считать.

По мнению учёных, реконструкция древнего переворота диска также может дать косвенные сведения о движении невидимого гало тёмной материи, окружающего Млечный Путь.

Исследование показало, что вращение звёздного гало тесно связано с вращением гало тёмной материи. Это может указывать на то, что обе структуры развивались совместно по мере роста Галактики и поглощения ею более мелких галактик-спутников.

«Поскольку мы живём внутри Млечного Пути, мы можем изучать его гораздо подробнее, чем любую другую галактику. Это делает его уникальной лабораторией для понимания эволюции галактик в целом», — отметил Батраков.

Учёные подчёркивают, что переворот диска происходит далеко не в каждой галактике. Поэтому если Млечный Путь действительно пережил подобное событие, которое не оставило очевидных наблюдаемых следов, это может помочь понять, как формировались другие галактики, похожие на нашу.

Исследователи считают особенно важным то, что сложную историю Млечного Пути можно реконструировать по современным наблюдениям. Новые результаты добавляют ещё одну главу в историю формирования нашей Галактики и показывают, что её нынешняя структура может быть результатом древних столкновений и масштабных изменений, происходивших миллиарды лет назад.