Bild https://science.nasa.gov För ungefär 12 miljarder år sedan kolliderade en dvärggalax känd som LKH med den unga Vintergatan och blev en del av denna. Ovan konstnärs koncept skildrar kollisionen. NASAs Hubbleteleskop har avslöjat säkra bevis för denna kollision genom att studera klotformade stjärnhopar. Illustration: NASA, ESA, Joseph Olmsted (STScI)
Vintergatan, växte till sin nuvarande storlek delvis genom att slås samman med mindre galaxer. Nu visar nya data från NASAs Hubble-teleskop definitiva bevis på att en dvärggalax slogs samman med Vintergatan i de tidigaste faserna av dess utveckling. Upptäckten ökar vår kunskap om galaxens historia 1,8 miljarder år längre tillbaka i tiden än vi tidigare haft kunskap om. Den senaste massiva sammanslagningen i vår galaxs historia ägde rum med en dvärggalax i Skyttens stjärnbild och började för över 6 miljarder år sedan och pågår än idag. När forskarna blickar tillbaka i än mer avlägsen tid upptäckte de att Vintergatan slukade en annan dvärggalax kallad Gaia-Sausage-Enceladus för 10 miljarder år sedan. Denna uråldriga sammanslagning påverkade i hög grad strukturen på vintergatans skiva. Andra, mindre sammanslagningar skedde mellan de nämnda två.
Men vår galax historia slutar inte där. Både observationer och simuleringar har antytt att en annan stor sammanslagning föregick dessa två även om detaljerna kring händelsen har debatterats kraftigt. Hubbleteleskopet har nu avslöjat definitiva bevis på en tidigare sammanslagning som ägde rum för cirka 11,8 miljarder år sedan bara 2 miljarder år efter Big Bang.
"Vi vet ännu inte hur Vintergatan galaxen där började byggas upp," påtalar Davide Massari, huvudförfattare till Astrophysics and Space Science Observatory of Bologna i Italien. Enorma astronomiska undersökningar och precisionsdata från rymdfarkoster som ESA:s (Europeiska rymdorganisationens) Gaia-uppdrag har varit avgörande för att pussla ihop galaxens historia. Ju längre bak i galaxens historia forskare försöker se desto svårare blir det att avgöra vad som hänt. När vår galax var ung var den mindre och lika i storlek som galaxerna den krockade med. Det var också mer kaotiskt, och det är möjligt att tecknen på sammanslagningar har suddats ut under tidens gång.
Forskare använde Hubbleteleskopet för att studera några av Vintergatans klotformiga stjärnhopar bestående av enorma, ungefär sfäriska samlingar av tiotusentals till några miljoner stjärnor. Klotformiga stjärnhopar innehåller några av de äldsta stjärnorna i vintergatan och de kan fungera som kosmiska arkeologiska platser som bevarar stjärnor från andra galaxer som Vintergatan har sammanslagits med.
"Tack vare den höga upplösningen och djupet i Hubble-avbildningen kunde vi mäta åldern och metallinnehållet i dessa kluster med en aldrig tidigare skådad precision," beskriver Chiara Zerbinati, medförfattare till studien vid universitetet i Bologna i Italien. "I kombination med mätningar från Gaia gjorde detta det möjligt att särskilja en population av klotformade hopar som skiljer sig från de andra.
Teamet analyserade Hubbles observationer av 39 klotformiga stjärnhopar i de inre av 20000 ljusåren i vår galax avståndmässigt, där bevis på de äldsta sammanslagningarna bör bevarats. De förväntade sig att analysen skulle innehålla klotformiga hopar som bildats inom den unga Vintergatan samt sådana som Gaia-Sausage-Enceladus-dvärggalaxen som för cirka 10 miljarder år sedan slogs samman med det som skulle bli vintergatan. Med hjälp av Hubble fastställde de att det fanns en tredje population av klotformiga hopar i galaxens inre regioner. Teamet fann att dessa kluster är äldre än de som samlades in vid Gaia-Sausage-Enceladus-sammanslagningen, men yngre än de stjärnor som kom till i Vintergatan oavsett metallinnehåll. Dessa hopar kom därför från en separat och ännu tidigare sammanslagning.
Resultaten publicerades nyligen i en artikel tidskriften Nature Astronomy.
Men något vi aldrig kan visa är vilken dvärggalax eller stjärnsamling som kan ses som utgångssamlingen till det som skulle bli vintergatan om nu inte det svarta hålet i centrum är det som är vintergatans början.
