Velký Magellanův oblak ukradl jednu ze svých kulových hvězdokup

Astronomové už léta vědí, že galaxie jsou kanibalistické. Masivní galaxie, jako je naše vlastní Mléčná dráha, získaly hmotu tím, že absorbovaly menší sousedy.

Nyní to vypadá, že menší galaxie, jako je Velké Magellanovo mračno, si také pochutnávaly na menších sousedech.

Astronomové objevili důkazy, že Velký Magellanův oblak (LMC), trpasličí satelitní galaxie Mléčné dráhy, pohltil kulové hvězdokupy . Kulové hvězdokupy nejsou tak docela galaxie; jsou to kulové shluky tisíců nebo dokonce milionů hvězd a jsou to největší a nejhmotnější typy hvězdokup. Jsou starší a obvykle mají nižší metalicitu než otevřené shluky. Astronomové se domnívají, že kulové hvězdokupy mohou zůstat částečně koherentní, i když jsou absorbovány větší galaxií, jako je LMC.

Skupina nizozemských a italských astronomů zveřejnila dokument, který představuje jejich důkazy, že LMC roste hmotnější díky pohlcování kulových hvězdokup. Název je ' Relikvie z minulé události sloučení ve Velkém Magellanově oblaku .“ Hlavním autorem je Alessio Mucciarelli, profesor na katedře fyziky a astronomie na Boloňské univerzitě v Itálii. Článek je publikován v Nature Astronomy.

Kulové hvězdokupy (GC) jsou svým způsobem záhadné. Astronomové si dlouhou dobu mysleli, že jde o sbírku hvězd, které vznikly z jediného molekulárního mračna. Zdálo se, jako by všechny hvězdy v kupě měly stejné stáří a metalicitu. Ale jak se naše pozorovací schopnosti zlepšovaly a zlepšovaly, ukázalo se, že většina hvězdokup obsahuje více populací hvězd různého stáří a různých kovů. Astronomové si tedy nyní myslí, že po počátečním vytvoření GC se kupa mohla setkat s dalším obrovským molekulárním mračnem, který spustil další kolo formování hvězd.

Tento snímek z Hubbleova vesmírného dalekohledu NASA/ESA ukazuje kompaktní a vzdálenou kulovou hvězdokupu pojmenovanou NGC 7006. Jde o kulovou hvězdokupu třídy 1, což znamená, že její hvězdy jsou vysoce koncentrované, spíše než rozprostřené a difúzní. Poděkování za snímek: Od Hubblea NASA – https://www.flickr.com/photos/ [e-mail chráněný] /49200475127/, CC BY 2.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=87407272

Naštěstí, i když GC mohou mít více populací hvězd, jejich centra mohou držet pohromadě poté, co se spojí s galaxií. A tato skutečnost je pro tuto studii kritická.

Tým výzkumníků stojících za touto studií zkoumal 11 různých GC ve Velkém Magellanově mračnu. Jednou z nich byla NGC 2005, která je od středu LMC vzdálená asi 750 světelných let a obsahuje asi 200 000 hvězd. Hvězdy v NGC 2005 se liší od ostatních hvězd v LMC: obsahují méně zinku, mědi, křemíku a vápníku než ostatních 10 hvězdokup v LMC.

Astronomové si myslí, že NGC 2005 je sama o sobě pozůstatkem menší galaxie, která byla pohlcena LMC před miliardami let. Menší galaxie měla nízkou účinnost tvorby hvězd a hmotnost podobnou trpasličí sféroidní galaxii. Během miliard let byla malá galaxie odtržena a většina jejích hvězd se rozšířila kolem. Ale ne jádro. Po rozpuštění zbytku této malé galaxie zůstalo jádro z velké části nedotčené a toto jádro se nazývá NGC 2005.

'Ve skutečnosti vidíme pozůstatek dřívější fúze.'

D Massari, spoluautor, University of Groningen.

Složený snímek NGC 2005 (vlevo) a Velkého Magellanova mračna (vpravo). Chemické složení hvězd v kulové hvězdokupě NGC 2005 se liší od ostatních hvězd ve Velkém Magellanově mračnu. Je to první důkaz sloučení trpasličích galaxií mimo naši Mléčnou dráhu. (c) HLA/Fabian RR/ESO/VMC Survey/Astronomie.nl [CC BY-SA 3.0]

Vědci používají techniku ​​zvanou chemické značkování k identifikaci populací hvězd, které mají stejný původ, když neexistuje žádný jiný pozorovatelný důkaz, že je populace příbuzná. „Chemické značkování je jednou z mála technik, které nám umožňují sledovat zcela rozpuštěné satelity, a to i v nepřítomnosti jakéhokoli kinematicky nebo prostorově koherentního reliktu, identifikovat
hvězdy a hvězdokupy, které byly dávno ztraceny díky svému anomálnímu chemickému složení, v kontrastu s prostředím, ve kterém dnes žijí,“ píší autoři.

To není vždy snadné, protože se spoléhá na spektroskopii s vysokým rozlišením. Vyžaduje také důslednou analýzu chemického množství, které může být narušeno malými rozdíly v předpokladech o astrofyzikálních parametrech studovaných objektů. Nejdůležitějším parametrem je efektivní teplota hvězdy. Nechápejte to špatně a zbytek výsledků bude pravděpodobně nesprávný. Tým stojící za tímto výzkumem se pokusil tyto problémy překonat použitím 11 GC jako indikátorů.

GC fungují dobře jako sledovače, protože i poté, co se jeden rozpustí ve větší galaxii, se kterou se spojily, jsou jejich jádra stále neporušená. „Takový shluk bude uchovávat záznamy o vlastnostech prostředí, ve kterém se zrodil,“ píší.

Tým výzkumníků porovnal metalicitu hvězd v NGC 2005 s 10 dalšími GC v LMC a s 15 staršími GC v Mléčné dráze. Jak ukazuje tabulka níže, metalicita NGC 2005 vyniká.

Metalicita NGC 2005 se liší od ostatních GC ve Velkém Magellanově mračnu a starších GC v Mléčné dráze. Má méně křemíku, vápníku, mědi a zinku. Průměrné vážené poměry četnosti pro [Fe/H], [Si/Fe], [Ca/Fe], [Cu/Fe] a [Zn/Fe] pro analyzované LMC a MW staré GC s odpovídající standardní chybou a v závorky, rozptyl váženého průměru. Obrazový kredit: Mucciarelli et al, 2021.

Existují však další důkazy o fúzích?

Tým říká, že hojnost metalicity v NGC 2005 a dalších GC v LMC naznačuje, že pocházejí z oblastí s výrazně méně efektivní tvorbou hvězd než zbytek LMC. 'To je typické pro trpasličí sféroidní (dSph) satelity Mléčné dráhy. Je tedy přirozené hledat mezi nimi při hledání existující galaxie podobné domnělému předchůdci NGC 2005.“

Střelec a Fornax jsou jediné trpasličí sféroidní galaxie obíhající kolem Mléčné dráhy, které byly schopny vytvořit GC. Metalicita Sagittarius je podobná jako u LMC, takže není podobná NGC 2005. Ale Fornax se spíše vyrovná chemickému množství a je také dost velký na to, aby byl předchůdcem něčeho jako NGC 2005. „Namísto toho má Fornax hvězdný dostatečně velká (2 × 107 M), aby mohla hostit populaci 5 starých GC, z nichž čtyři jsou ve stejném hmotnostním rozsahu jako NGC 2005 (&1,3·105M.

Tato zjištění stačila k přesvědčení týmu.

'Ve skutečnosti jsme svědky pozůstatku dřívější fúze,' řekl Davide Massari, výzkumný pracovník INAF na univerzitě v Groningenu a spoluautor článku z univerzity v Groningenu. 'A nyní jsme poprvé přesvědčivě prokázali, že malé galaxie sousedící s naší Mléčnou dráhou se zase vytvořily z ještě menších galaxií.'

Více:

• Tisková zpráva: Trpasličí galaxie zachycuje kulovou hvězdokupu
• Výzkum: Relikvie z minulé události sloučení ve Velkém Magellanově oblaku
• Vesmír dnes: Astronomové našli vydlabanou skořápku trpasličí galaxie, která se srazila s Mléčnou dráhou před miliardami let