Ősi galaxisütközés nyomaira bukkantak a csillagászok a Tejútrendszer szívében a Hubble űrteleszkóp mérései alapján. Az újonnan azonosított esemény 1,8 milliárd évvel terjeszti ki a Tejútrendszer fejlődéstörténetéről szerzett ismereteinket. A kutatók egy LKH névre keresztelt törpegalaxis maradványait mutatták ki, amely mintegy 11,8 milliárd évvel ezelőtt olvadt be a fiatal Tejútrendszerbe. A Nature Astronomy folyóiratban megjelent tanulmány választ ad arra a kérdésre, miként rakódtak le a galaktikus építőkövek az ősrobbanást követő első kétmilliárd évben.
Gömbhalmazok mint kozmikus régészeti lelőhelyek
A mai Tejútrendszer egy hatalmas, több százmilliárd csillagnak otthont adó spirálgalaxis. Kezdetben azonban lényegesen kisebb volt, és méretét két fő folyamat révén növelte: egyrészt a saját gázfelhőiből formált új csillagokat, másrészt a környezetében lévő kisebb galaxisok bekebelezésével gyarapodott. Az utóbbi milliárd évek során zajló egyesülések lenyomatot hagytak a galaxisunk szerkezetében, de minél távolabbra tekintünk vissza a múltba, a nyomok annál inkább elmosódnak.
A csillagászok a Tejútrendszer belső, körülbelül 20 ezer fényévnyi tartományában található gömbhalmazokat hívták segítségül. A gömbhalmazok több tízezer vagy akár több millió csillagból álló, szorosan összetartó, kerekded csoportosulások, amelyek a galaxis legősibb objektumai közé tartoznak. Mivel ezek a halmazok megőrzik származási helyük kémiai és életkori sajátosságait, kozmikus régészeti lelőhelyként szolgálnak a kutatók számára.
A Bolognai Csillagászati és Űrtudományi Obszervatórium munkatársa, Davide Massari által vezetett nemzetközi kutatócsoport 39 belső gömbhalmazt vizsgált meg a Hubble űrteleszkóp nagy felbontású felvételei alapján. A méréseket az Európai ŰRügynökség Gaia űrtávcsövének precíz mozgási adataival kombinálták. Ezzel a módszerrel korábban nem látott pontossággal tudták meghatározni a halmazok relatív életkorát és fémtartalmát – vagyis a héliumnál nehezebb elemek arányát.
A harmadik elnyelt törpegalaxis felfedezése
A kutatók várakozása szerint a vizsgált 39 gömbhalmaz döntő többsége vagy magában a korai Tejútrendszerben keletkezett, vagy a korábban már ismert Gaia-Sausage-Enceladus elnevezésű törpegalaxisból származott. Ez utóbbi bekebelezése mintegy 10 milliárd évvel ezelőtt történt, és alapvetően átformálta a galaktikus korong szerkezetét. Egy későbbi, jelenleg is tartó egyesülési folyamat a Nyilas törpegalaxishoz köthető, amely mintegy 6 milliárd évvel ezelőtt kezdődött.
A Hubble adatai feltártak egy harmadik, tisztán elkülöníthető gömbhalmaz-populációt is. Ezek a halmazok fiatalabbak a Tejútrendszer saját, legősibb csillagcsoportjainál, de egyértelműen idősebbek a Gaia-Sausage-Enceladus egyesülésből származó objektumoknál. Ez a mintázat egy korábbi galaxisütközésre mutatott rá, amely 11,8 milliárd évvel ezelőtt következett be, mindössze 2 milliárd évvel az ősrobbanás után.
Az elnyelt törpegalaxis a Low-energy-Kraken-Heracles, rövidítve LKH nevet kapta. A megnevezés tisztelgés három korábbi elméleti munka előtt, amelyek már feltételezték egy korai nagy egyesülés létezését. A számítások szerint az LKH csillagtömege elérte az 500 millió napsúlyt, ami a korai Tejútrendszer akkori tömegének jelentős részét tette ki.
A galaktikus evolúció újragondolása
A felfedezés megváltoztatja a Tejútrendszer szerkezetének kialakulásáról alkotott elképzeléseket. Korábban sok kutató úgy vélte, hogy galaxisunk legkorábbi fejlődési szakaszait kizárólag a helyben született csillagok határozták meg, és a külső galaxisok bekebelezése csak később vált meghatározóvá. Az LKH azonosítása igazolja, hogy a kívülről érkező gáz és csillaganyag már a legkorábbi időszakban is szerepet játszott az építkezésben.
Chiara Zerbinati, a tanulmány társszerzője kiemelte, hogy a Hubble képalkotási mélysége és a Gaia precizitása nélkül lehetetlen lett volna elkülöníteni az LKH sajátos kémiai ujjlenyomatát. Az elnyelt törpegalaxis anyagának túlnyomó része a Tejútrendszer belső magjában halmozódott fel, hozzájárulva a galaktikus központ tömegének gyarapodásához.
A kutatócsoport a jövőben további, eddig részletesen nem vizsgált gömbhalmazok elemzésével tervezi folytatni a munkát. A csillagászok szándéka, hogy a Hubble mérései segítségével a Tejútrendszer teljes egyesülési családfáját feltérképezzék.
