Как Млечный Путь стал спиральным

Компьютерное моделирование третьего столкновения Млечного Пути с малыми галактиками

Изображение: третье столкновение карликовой галактики Стрельца (синий поток звезд) с нашей галактикой Млечный Путь (разноцветный диск) было смоделированное на суперкомпьютере и выполнено Эриком Толлерудом; на заднем фоне – Hubble Deep Field (Университет Питтсбурга)

Спиральные рукава Млечного Пути начали формироваться после столкновения с карликовой галактикой Стрельца, согласно суперкомпьютерному моделированию.

В области космологии суперкомпьютерные моделирования – единственная возможность для проведения научных экспериментов в лаборатории, что позволяет астрономам воспроизводить события в мелких масштабах или моделировать далекие бурные события, происходившие в течение миллиардов лет, а также наблюдать эти модели в ускоренном времени, чтобы прогнозировать события, которые могут быть затем проверены в открытом космосе.

«Оно представляет собой новое и несколько неожиданное осмысление, почему мы живем в галактике, которая выглядит именно так», говорит Кристофер Парселл, научный сотрудник по физике и астрономии в Университете Питтсбурга.

Изображение: компьютерное моделирование диска галактики Млечный Путь в трех случаях: без соприкосновения с карликовой галактикой Стрельца, столкновение с карликовой галактикой Стрельца меньшей массы и столкновение с карликовой галактикой Стрельца большей массы. Наша галактика показана как поперек, так и вдоль на вставке, положение расположение Солнца обозначено как желтая точка; нынешнее местонахождение остатков основного ядра карликовой галактики Стрельца обозначено розовой точкой, и показано после более чем двух миллиардов лет изолированной эволюции. На заднем фоне показаны обломки «легкой галактики Стрельца» и диск Млечного Пути (Университет Питтсбурга).

«С точки зрения космологии, это демонстрирует идею, что относительно небольшое столкновение, такое как это, могло сильно повлиять на структуру галактик во Вселенной».

Модель опубликована в журнале Nature, показывает, что гало невидимой темной материи вокруг карликовой галактики есть даже интереснее, чем сами звезды галактики, равные по массе всем звездам Млечного Пути. Видимая материя составляет менее пяти процентов во всей Вселенной, в то время как почти четверть Вселенной состоит из прозрачной темной материи. Ее существование ощущается только через ее гравитационное воздействие. В настоящее время известно, что каждая галактика, в том числе карликовая Стрельца (перед столкновением) и наш Млечный Путь, находятся в центре гигантского гало темной материи в несколько раз большей по радиусу и во много раз большей по массе.

«Когда вся темная материя заполнила Млечный Путь, 80 – 90 ее процентов разлетелось вокруг», говорит Парселл. Этот первый удар, более двух миллиардов лет назад, вызвал нестабильность, которая быстро повысилась, наконец, вызвав формирование спиральных рукавов и кольцевых структур на окраинах нашей галактики.

В течение последних нескольких десятилетий, считалось, что за последние несколько миллионов лет Млечный Путь был относительно стабильным. А существующая спиральная структура Млечного Пути с ее рукавами была результатом развития диска Млечного Пути в изоляции.

С тех пор как была открыта карликовая галактика Стрельца, астрономы пытались сравнить обломки этой галактики с теми, что присутствуют в космосе. В 2003 году с помощью инфракрасных телескопов и суперкомпьютеров, которые проследили орбитальные движения ее звезд, было показано, что карликовая галактика Стрельца в действительности дважды столкнулась с Млечным Путем – 1,9 млрд. лет назад и затем 0,9 млрд. лет.

Во время второго удара Млечный Путь пострадал меньше. Дело в том, что к тому времени карликовая галактика Стрельца потеряла большую часть массы своей темной материи. Без темной материи, которая держала карликовую галактику воедино, ее видимые звезды стали разбрасываться огромным гравитационным полем и приливными силами Млечного Пути.

«Доминирующая космология в астрофизике – это то, что очень впечатляюще выглядит в малых масштабах. Такие галактики, как Млечный Путь, постоянно бомбардируются такими маленькими карликовыми галактиками. К нашей работе никто не оценивал, насколько драматичными могут быть последствия таких воздействий на сам звездный диск», говорит Парселл.

«Мы всего лишь в несколько миллионов лет до третьего удара. Мы можем сказать это, глядя в центр Млечного Пути», говорит Парселл. «Сразу на противоположной стороне от нас мы можем видеть этот сгусток звезд, которые врезаются в южную сторону из-под диска. Мы можем измерить скорость этих звезд. Мы знаем, что карликовая галактика вот-вот на пороге столкновения с диском – всего лишь через 10 миллионов лет».

По материалам: www.futurity.org

Поделиться с друзьями:

Также интересно:


Вы можете следить за обсуждением этой записи с помощью RSS 2.0. Вы можете оставить комментарий, или trackback с вашего сайта.
Оставить комментарий