(ESA/Gaia/DPAC, CC BY-SA 3.0 IGO) Wenn Sie in einer klaren Nacht nach draußen gehen und in den Himmel schauen, scheint es, als könnte nichts anderes so ruhig und friedlich sein. Doch viele dieser scheinbar friedlichen Sterne zeugen von einer turbulenten Geschichte – und jetzt lernen wir, ihre Geheimnisse zu lüften.
Anhand von Daten aus der Kartierung der Gaia-Milchstraße haben Astronomen eine riesige Entdeckung gemacht Strom von Sternen Sie glauben, dass es sich um die Überreste einer riesigen Zwerggalaxie handelt, die in die galaktische Scheibe hineingezogen wurde, bevor sie auseinandergerissen wurde. Sie haben den Bach Nyx genannt, nach der griechischen Göttin der Nacht.
Entsprechend der Standardmodell Im Laufe der Entwicklung des Universums wachsen Galaxien, indem sie mit kleineren Galaxien verschmelzen und diese absorbieren – der Akkretionsprozess. Es gibt tatsächlich jede Menge Beweise dafür, dass dies in der Milchstraße passiert: a Anzahl der Streams wurden identifiziert, die mit Zwerggalaxien und Kugelsternhaufen in Verbindung stehen, die durch die Gezeitenkräfte der Galaxie zerstört wurden.
Dann ist die Gaia-Satellit kam mit. Es wurde 2013 ins Leben gerufen und sammelt seitdem Daten, um das zu erstellen bisher genaueste 3D-Karte der Milchstraße. Dabei werden die Eigenbewegungen, Radialgeschwindigkeiten und Entfernungen der Sterne sorgfältig untersucht, um festzustellen, wo sich alles befindet und wie es sich bewegt.
Dies enthüllt in beispielloser Detailliertheit die Geschichte der Auseinandersetzungen der Milchstraße mit anderen Sternenklumpen – wie z Antlia 2 , Die Sagittarius-Zwerg-Sphäroidgalaxie und, ähm, das Gaia-Wurst . Ganz zu schweigen von der Fische-Eridanus-Sternstrom , vermutlich das, was von einem Sternhaufen übrig geblieben ist.
Aber diese wurden alle identifiziert, indem man nach Dingen suchte, die sich bewegen und anders gebaut sind. Es ist viel schwieriger, eine zerkleinerte Galaxie zu identifizieren, die hineinpasst. Sterne, die sich mit der Rotation der galaktischen Scheibe bewegen und eine ähnliche chemische Zusammensetzung wie die hier entstandenen Sterne haben, werden möglicherweise übersehen.
Deshalb nutzten die theoretische Physikerin Lina Necib vom Caltech und ihre Kollegen ein neuronales Netzwerk, um einen Katalog von Sternen aus der zweiten Gaia-Datenveröffentlichung zu erstellen, die in die Galaxie geschlungen waren, anstatt hier geboren zu werden.
'Das Netzwerk,' erklärten die Forscher in ihrer Arbeit „nimmt als Eingabe die fünfdimensionale Kinematik jedes Sterns (zwei Winkelkoordinaten, zwei Eigenbewegungen und Parallaxe) und gibt dann einen Wert aus, der mit der Wahrscheinlichkeit verknüpft ist, dass der Stern akkretiert wird.“
Als sie die Sterne extrahierten, von denen das neuronale Netzwerk mit größter Sicherheit vermutete, dass sie entstanden waren, fand das Team eine Gruppe von 232 Sternen, die sich alle gemeinsam in einer progressiven Bewegung bewegten – das heißt mit der Rotation der Galaxie – und mit ähnlicher chemischer Zusammensetzung. Diese Gruppe war zuvor keinem anderen Sternstrom zugeordnet worden.
Als sie die Umlaufbahnen dieser Sterne vor einer Milliarde Jahren simulierten, stellte das Team fest, dass ihre Umlaufbahneigenschaften sich von denen der Sterne sowohl in der dicken als auch in der dünnen Scheibe der Milchstraße unterschieden.
„Verknüpft wird diese Beobachtung mit der Tatsache, dass Nyx der Scheibe etwa 90 km hinterherhinkt.“ −1 und eine beträchtliche Radialgeschwindigkeitskomponente aufweist, ist ein starkes Argument dafür, dass es sich um das Ergebnis einer Satellitenverschmelzung handelt“, schrieben die Forscher .
Sterngruppen, die sich gemeinsam bewegen, können auf andere Weise erzeugt werden, beispielsweise durch Resonanzen, die durch Störungen des galaktischen Balkens erzeugt werden, oder durch Dichtewellen in den Spiralarmen, aber diese passen nicht zu Nyx. Simulationen dieser Phänomene konnten die Nyx-Verzögerung nicht erzeugen, ohne andere Effekte zu verursachen, die in den Daten nicht identifiziert wurden.
Das Team glaubt, dass ihre Daten am besten zu einer Zwerggalaxie passen, die irgendwann in der langen Geschichte der Milchstraße aufgequollen wurde und sich dann ausdehnte, als die Sterne begannen, das Zentrum der Milchstraße zu umkreisen.
Und als die Forscher ihre Studie mit etwas entspannter Sicherheit wiederholten, fanden sie eine weitere Gruppe von Sternen, die fast genau mit dem Nyx-Strom übereinstimmte. Die progressive galaktische Umlaufbahn und die chemische Zusammensetzung waren gleich – aber die zweite Gruppe hatte das Gegenteil Radialgeschwindigkeit . Dies steht auch im Einklang mit dem Zwerggalaxienmodell, da Simulationen zeigten, dass es sich bei der zweiten Gruppe um Trümmer aus einem separaten Durchgang derselben Zwerggalaxie handeln könnte.
Es ist wahrscheinlich, dass Nyx Sterne enthält, die in dieser Studie nicht identifiziert wurden, weil sie außerhalb der strengen Parameter liegen, die in das neuronale Netzwerk eingespeist werden. Zukünftige Forschungen könnten jedoch dabei helfen, Aufschluss über dieses Ereignis zu geben – wann es geschah, wie es geschah und wie massiv diese Zwerggalaxie war.
Und da Es gibt auch Beweise dass Populationen akkretierter Sterne mit Ansammlungen von Sternen korrelieren Dunkle Materie Man geht davon aus, dass Nyx bei der Verschmelzung zusammen mit den Sternen verschlungen wurde. Nyx kann uns helfen zu verstehen, wie solche Verschmelzungen zur Scheibe aus dunkler Materie einer Galaxie beitragen.
„Wenn Nyx tatsächlich das Ergebnis einer solchen Verschmelzung ist, dann würde dies Hinweise auf akkretierte progressive Sterne und möglicherweise eine begleitende Komponente dunkler Materie in einem Strom oder einer Scheibe liefern“, schrieben die Forscher.
„Das Vorhandensein einer solchen Dunkle-Materie-Komponente würde unser derzeitiges Verständnis der lokalen Phasenraumverteilung der Dunklen Materie erheblich verändern und wichtige Auswirkungen auf die terrestrische Suche nach dem Dunkle-Materie-Teilchen haben.“
Die Forschung wurde veröffentlicht in Natur .