Un'impressione dell'incontro tra la Via Lattea e la galassia più piccola Salsiccia circa 8-10 miliardi di anni fa. Il ricordo di questo antico incontro è ancora conservato nelle velocità e nella chimica delle stelle. Credito:V. Belokurov (Cambridge, UK); Basato su immagine di ESO/Juan Carlos Muñoz
Un team internazionale di astronomi ha scoperto un'antica e drammatica collisione frontale tra la Via Lattea e un oggetto più piccolo, soprannominata la galassia "Salsiccia". L'incidente cosmico è stato un evento determinante nella storia antica della Via Lattea e ha rimodellato la struttura della nostra galassia, modellando sia il suo rigonfiamento interno che il suo alone esterno, gli astronomi riferiscono in una serie di nuovi articoli.
Gli astronomi propongono che circa 8-10 miliardi di anni fa, una galassia nana sconosciuta si è schiantata nella nostra Via Lattea. Il nano non è sopravvissuto all'impatto:è caduto rapidamente a pezzi, e il relitto ora è tutto intorno a noi.
"La collisione ha fatto a brandelli il nano, lasciando che le sue stelle si muovano in orbite molto radiali" lunghe e strette come aghi, ha affermato Vasily Belokurov dell'Università di Cambridge e del Center for Computational Astrophysics presso il Flatiron Institute di New York City. I percorsi delle stelle li portano "molto vicini al centro della nostra galassia. Questo è un segno rivelatore che la galassia nana è entrata in un'orbita davvero eccentrica e il suo destino è stato segnato".
I nuovi giornali in Avvisi mensili della Royal Astronomical Society , Le Lettere del Giornale Astrofisico e arXiv.org delineano i tratti salienti di questo straordinario evento. Molti dei documenti sono stati condotti dallo studente laureato di Cambridge GyuChul Myeong. Lui e i suoi colleghi hanno utilizzato i dati del satellite Gaia dell'Agenzia spaziale europea. Questa navicella spaziale ha mappato il contenuto stellare della nostra galassia, registrando i viaggi delle stelle mentre viaggiano attraverso la Via Lattea. Grazie a Gaia, gli astronomi ora conoscono le posizioni e le traiettorie dei nostri vicini celesti con una precisione senza precedenti.
I percorsi delle stelle dalla fusione galattica valsero loro il soprannome "la salsiccia di Gaia, " ha spiegato Wyn Evans di Cambridge. "Abbiamo tracciato le velocità delle stelle, e la forma della salsiccia ci è saltata addosso. Quando la galassia più piccola si è dissolta, le sue stelle furono lanciate su orbite molto radiali. Queste stelle di salsiccia sono ciò che resta dell'ultima grande fusione della Via Lattea".
Quando si osserva la distribuzione delle velocità delle stelle nella Via Lattea, le stelle della galassia Salsiccia formano una caratteristica forma a salsiccia. Questa forma unica è causata dai forti moti radiali delle stelle. Come il sole giace al centro di questa enorme nuvola di stelle, la distribuzione non include le stelle rallentate che stanno attualmente effettuando un'inversione a U verso il centro della galassia. Credito:V. Belokurov (Cambridge, Regno Unito) e Gaia/ESA
La Via Lattea continua a scontrarsi con altre galassie, come la minuscola galassia nana del Sagittario. Però, la galassia Salsiccia era molto più massiccia. La sua massa totale in gas, le stelle e la materia oscura erano più di 10 miliardi di volte la massa del nostro sole. Quando la salsiccia si è schiantata contro la giovane Via Lattea, la sua traiettoria penetrante ha causato molto caos. Il disco della Via Lattea era probabilmente gonfio o addirittura fratturato in seguito all'impatto e avrebbe dovuto ricrescere. E detriti di salsiccia erano sparsi tutt'intorno alle parti interne della Via Lattea, creando il "rigonfiamento" al centro della galassia e l'"alone stellare" circostante.
Le simulazioni numeriche del mashup galattico possono riprodurre queste caratteristiche, ha detto Denis Erkal dell'Università del Surrey. Nelle simulazioni eseguite da Erkal e colleghi, le stelle della galassia Salsiccia entrano in orbite allungate. Le orbite sono ulteriormente allungate dal crescente disco della Via Lattea, che si gonfia e si ispessisce in seguito all'urto.
La prova di questo rimodellamento galattico è vista nei percorsi delle stelle ereditate dalla galassia nana, ha detto Alis Deason della Durham University. "Le stelle di Sausage stanno tutte girando intorno alla stessa distanza dal centro della galassia." Queste inversioni a U fanno sì che la densità nell'alone stellare della Via Lattea diminuisca drasticamente dove le stelle cambiano direzione. Questa scoperta è stata particolarmente gradita a Deason, che ha predetto questo tamponamento orbitale quasi cinque anni fa. Il nuovo lavoro spiega in primo luogo come le stelle siano cadute in orbite così strette.
La nuova ricerca ha anche identificato almeno otto grandi, ammassi sferici di stelle chiamati ammassi globulari che sono stati portati nella Via Lattea dalla galassia Salsiccia. Le piccole galassie generalmente non hanno ammassi globulari propri, quindi la galassia Sausage doveva essere abbastanza grande da ospitare un insieme di ammassi.
"Mentre ci sono stati molti satelliti nani che sono caduti sulla Via Lattea durante la sua vita, questo era il più grande di tutti, " ha detto Sergey Koposov della Carnegie Mellon University, che ha studiato in dettaglio la cinematica delle stelle e degli ammassi globulari di Sausage.