Masivní galaxie se v mladém vesmíru nerodily naráz jako jeden hotový celek. Skutečný příběh jejich vývoje připomíná spíše nekonečnou mezihvězdnou bitvu, během níž větší útvary požíraly ty menší. Miliardy let trvající proces postupného pohlcování a slévání menších struktur nyní potvrdil tým astronomů, který vedl astrofyzik Federico Sestito z britské University of Hertfordshire.
Vědci ve výzkumu publikovaném v odborném časopise Monthly Notices of the Royal Astronomical Society popsali detaily o ztracené galaxii Loki, jejíž trosky dodnes obíhají překvapivě blízko našeho Slunce.
Vědci našli podezřelé hvězdy poblíž Slunce
Klíčem k odhalení dávno zaniklého světa se stal objev 20 velmi starých hvězd, které vykazují extrémně nízký obsah kovů (v astronomické terminologii jsou za kovy označovány všechny prvky vyjma vodíku a helia). Tyto hvězdy obíhají v naší galaktické rovině ve vzdálenosti do pouhých 6 500 světelných let od Slunce.
Proč to vzbudilo takový poprask? První hvězdy, které ve vesmíru vznikly krátce po Velkém třesku, byly tvořeny výhradně vodíkem a heliem. Teprve uvnitř těchto těles se jadernou fúzí začaly tvořit těžší prvky, které se po jejich zániku a explozích supernov rozptýlily do okolí. Každá další generace hvězd tak byla o něco bohatší na těžké prvky než ta předchozí.
„Hvězdy v galaktickém disku jsou obvykle mladší a na kovy bohaté, podobně jako naše Slunce. Naše zkoumané hvězdy jsou ale prastaré a na těžké prvky extrémně chudé – přesně takové nacházíme v trpasličích galaxiích,“ popsal anomálii vedoucí studie Federico Sestito pro web Live Science.
Kromě neobvyklého chemického podpisu vědce šokoval také pohyb těchto těles. Část z nich obíhá ve stejném směru, jakým rotuje Mléčná dráha, ale druhá část se pohybuje přesně opačným směrem (retrográdní dráha). Přitom obě skupiny vykazují navlas stejné chemické složení. To dokazuje, že mají společný původ.
Základní data o galaxii Loki• Odhadovaná hmotnost: 1,4 miliardy Sluncí |
Galaxie Loki mohla zaniknout před 10 miliardami let
Vysvětlit, jak mohl jeden pohlcený objekt zanechat hvězdy pohybující se na opačné strany, bylo pro astrofyziky tvrdým oříškem. Odpověď přinesly až pokročilé počítačové simulace vývoje galaxií.
Pokud ke splynutí došlo v době, kdy byla Mléčná dráha ještě v plenkách, tedy zhruba 3 miliardy let po Velkém třesku, neměla ještě stabilní, rotující tvar. Byla lehká, nestabilní a její vnitřní prostředí bylo nesmírně chaotické. Vlétající trpasličí galaxie Loki se v tomto prostředí doslova roztříštila a její hvězdy byly rozptýleny do všech představitelných směrů.
Vědci na základě modelů odhadli, že celková hmotnost pohlcené galaxie činila zhruba 1,4 miliardy slunečních hmotností.
A proč vlastně dostala jméno severského boha?
„Loki je v severské mytologii bohem lstí a triků. Jako šibal má záměry, které je těžké dešifrovat. Podobně i tyto námi objevené hvězdy nám daly pořádně zabrat, než jsme pochopili, odkud vlastně pocházejí,“ vysvětlil Sestito.
K odhalení triku boha Lokiho vědci využili kombinaci špičkových technologií. Chemické složení hvězd přečetli pomocí výkonného spektrografu na dalekohledu Canada-France-Hawaii Telescope. Přesné pozice, vzdálenosti a trajektorie pohybu pak dodala známá evropská družice Gaia, která dlouhodobě mapuje miliardy objektů v naší galaxii.
Mléčná dráha vznikala pohlcováním menších galaxií
Objev trpasličí galaxie Loki perfektně zapadá do mozaiky galaktické archeologie. Už dříve totiž astronomové odhalili, že Mléčná dráha má za sebou velmi bouřlivou historii a v minulosti pohltila několik dalších sousedů. Mezi nejznámější oběti jejího kanibalismu patří:
- Gaia-Enceladus (Sausage): Trpasličí galaxie, jejíž srážka s Mléčnou dráhou před zhruba 10 miliardami let zásadně nafoukla náš galaktický disk.
- Kraken: Další prastará galaxie, jejíž pohlcení pomohlo zformovat husté jádro Mléčné dráhy.
- Trpasličí galaxie ve Střelci (Sagittarius): Objekt, který naše galaxie trhá na kusy a vysává z něj hvězdy v podstatě dodnes.
Loki se podle všeho řadí k těm vůbec nejstarším akrečním událostem. Výjimečnost tohoto nálezu tkví v tom, že její hvězdy se nacházejí hluboko uvnitř galaktického disku, nikoli na jeho okraji (v halo), kde se prastaré zbytky obvykle hledají.
Objev zatím není definitivní, vzorek je malý
Ačkoliv jsou dosavadní výsledky podle nezávislých odborníků fascinující, vědci sami krotí přehnaný optimismus a upozorňují, že k absolutní jistotě je potřeba více dat. Vzorek pouhých dvaceti identifikovaných hvězd je pro definitivní potvrzení existence samostatné galaxie malý.
Pozorování takto starých hvězd pomocí s vysokým rozlišením je navíc extrémně časově náročné – analýza jediného objektu vyžaduje přibližně čtyři hodiny čistého času na velkém teleskopu.
Astrofyzik Anirudh Chiti ze Stanfordovy univerzity, který se na studii nepodílel, označil chemickou analýzu za velmi zajímavou a slibnou. Zároveň ale dodal, že výzkum chemie nejstarších hvězd v disku Mléčné dráhy je teprve na začátku. Stále tak zůstává otevřená možnost, že tyto hvězdy netvoří pozůstatek cizí galaxie, ale jsou jen specifickou, dosud nepopsanou podskupinou, která vznikla přímo uvnitř naší galaxie.
Jasno do celého případu by měly vnést až připravované pokročilé spektroskopické projekty, které v příštích letech umožní detailně zmapovat trajektorie a chemické složení stovek podobných hvězd najednou. Budoucí mise tak ukážou, zda v hustě obsazeném středu Mléčné dráhy neodpočívají kosti ještě dalších dávno zaniklých kosmických sousedů.
