Μέσα στα δισεκατομμύρια χρόνια του Σύμπαντος, οι γαλαξίες αναπτύσσονται και εξελίσσονται καθώς δημιουργούν νέους αστέρες και συγχωνεύονται με άλλους γαλαξίες μέσω γεγονότων που ονομάζονται εύστοχα “γαλαξιακές μεταναστεύσεις”. Οι αστρονόμοι προσπαθούν να αποκαλύψουν τις ιστορίες αυτών των γεγονότων μετανάστευσης μελετώντας τις κινήσεις μεμονωμένων αστεριών μέσα στους γαλαξίες και στην, αποτελούμενη από αστέρες και σκοτεινή ύλη, άλω τους. Μέχρι τώρα, ωστόσο, τέτοιου είδους κοσμική αρχαιολογία ήταν δυνατή μόνο εντός του δικού μας Γαλαξία.
Πρόσφατα, μία διεθνής ομάδα ερευνητών ανακάλυψε νέα, εντυπωσιακά στοιχεία για ένα μεγάλο γεγονός γαλαξιακής μετανάστευσης στον Γαλαξία της Ανδρομέδας, τον πλησιέστερο μεγάλο γείτονα του δικού μας. Η μελέτη διεξήχθη μέσω του οργάνου φασματικής χαρτογράφησης DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument), στο 4 μέτρων τηλεσκόπιο Nicholas U. Mayall του αστεροσκοπείου “Kitt Peak National Observatory” των ΗΠΑ.
Μετρώντας τις κινήσεις σχεδόν 7500 αστεριών στην εσωτερική άλω του Γαλαξία της Ανδρομέδας -γνωστού και ως Messier 31 (M31)- η ομάδα ανακάλυψε χαρακτηριστικά μοτίβα θέσεων και κινήσεων που αποκαλύπτουν πως τα αστέρια αυτά ξεκίνησαν τη ζωή τους ως μέρος ενός άλλου γαλαξία, ο οποίος συγχωνεύθηκε με τον M31 πριν από περίπου 2 δισεκατομμύρια χρόνια. Παρότι η θεωρία έχει προβλέψει εδώ και καιρό την ύπαρξη τέτοια μοτίβων, αυτά δεν είχαν παρατηρηθεί -έως τώρα- σε κανέναν γαλαξία.
«Οι νέες παρατηρήσεις μας σχετικά με τον πλησιέστερο μεγάλο γαλαξιακό γείτονα του Γαλαξία, τον Γαλαξία της Ανδρομέδας, αποκαλύπτουν στοιχεία ενός γεγονότος γαλαξιακής μετανάστευσης με εξαιρετική λεπτομέρεια», δηλώνει ο Arjun Dey, αστρονόμος στο NOIRLab και κύριος συγγραφέας της εργασίας. «Ο νυχτερινός ουρανός μπορεί να μοιάζει αμετάβλητος, το Σύμπαν ωστόσο είναι ένα δυναμικό μέρος. Γαλαξίες όπως ο Μ31 και ο Γαλαξίας μας είναι κατασκευασμένοι από τα δομικά στοιχεία πολλών μικρότερων γαλαξιών, κατά τη διάρκεια της κοσμικής ιστορίας.»
«Ποτέ δεν το είχαμε δει τόσο καθαρά στις κινήσεις των αστεριών, ούτε είχαμε δει κάποιες από τις δομές που είναι αποτελέσματα αυτής της συγχώνευση», λέει ο Sergey Koposov, αστροφυσικός στο Πανεπιστήμιο του Εδιμβούργου και συν-συγγραφέας της εργασίας. «Η εικόνα που αναδύεται δείχνει πως η ιστορία του Γαλαξία της Ανδρομέδας είναι παρόμοια με αυτή του δικού μας Γαλαξία. Και στους δύο γαλαξίες, η εσωτερική άλως κυριαρχείται από ένα και μόνο γεγονός μετανάστευσης.»
Η έρευνα δεν ρίχνει φως μόνο στην ιστορία των γαλαξιακών μας γειτόνων, αλλά αποκαλύπτει και την δική μας. Τα περισσότερα από τα αστέρια στην άλω του Γαλαξία μας σχηματίστηκαν σε άλλο γαλαξία και αργότερα μετανάστευσαν στον δικό μας, σε μια γαλαξιακή συγχώνευση που έλαβε χώρα πριν από 8-10 δισεκατομμύρια χρόνια. Η μελέτη των υπολειμμάτων μιας παρόμοιας -αλλά πιο πρόσφατης- συγχώνευσης γαλαξιών στον M31 δίνει στους αστρονόμους ένα παράθυρο σε ένα από τα σημαντικότερα γεγονότα της ιστορίας του Γαλαξία μας.
Για να εντοπίσει την ιστορία της μετανάστευσης στον M31, η επιστημονική ομάδα στράφηκε στο DESI. Το DESI κατασκευάστηκε για να χαρτογραφήσει δεκάδες εκατομμύρια γαλαξίες και κβάζαρ στο κοντινό Σύμπαν, προκειμένου να μετρήσει την επίδραση της σκοτεινής ενέργειας στη διαστολή του Σύμπαντος. Αποτελεί τον ισχυρότερο φασματογράφο χαρτογράφησης πολλαπλών αντικειμένων στον κόσμο και είναι ικανό να μετρήσει φάσματα για περισσότερους από 100.000 γαλαξίες ανά νύχτα. Ωστόσο, οι δυνατότητες του DESI μπορούν να χρησιμοποιηθούν και για μικρότερες αποστάσεις, όπως συνέβη με την έρευνα της ομάδας για τον M31.
«Τέτοια επιστημονική δουλειά δεν θα μπορούσε να γίνει σε καμία άλλη εγκατάσταση στον κόσμο. Η εκπληκτική απόδοση, η πολυεπεξεργασία και το οπτικό πεδίο του DESI το καθιστούν το καλύτερο σύστημα στον κόσμο για τη φασματική χαρτογράφηση των αστεριών στον Γαλαξία της Ανδρομέδας», δηλώνει ο Dey. «Μέσα σε λίγες μόνο ώρες, το DESI κατάφερε να ξεπεράσει περισσότερο από μια δεκαετία φασματοσκοπίας με πολύ μεγαλύτερα τηλεσκόπια.»
Παρόλο που το τηλεσκόπιο Mayall ολοκληρώθηκε πριν από 50 χρόνια (πρώτο φως το 1973), παραμένει μία παγκόσμιας κλάσης αστρονομική εγκατάσταση χάρη στις συνεχείς αναβαθμίσεις και τα όργανα τελευταίας τεχνολογίας. «Πενήντα χρόνια ακούγονται ως μεγάλο χρονικό διάστημα, και κάποιος μπορεί να σκεφτεί -αφελώς- ότι αυτή είναι η φυσική διάρκεια ζωής μιας εγκατάστασης», εξηγεί η συν-συγγραφέας της εργασίας Joan R. Najita. «Με ανανέωση, όμως, και επαναχρησιμοποίηση, ένα αξιοσέβαστο τηλεσκόπιο όπως το Mayall μπορεί να συνεχίσει να κάνει εκπληκτικές ανακαλύψεις παρά το γεγονός ότι είναι σχετικά μικρό με τα σημερινά δεδομένα.»
Και συμπληρώνει η ίδια: «Είναι καταπληκτικό το ότι μπορούμε να κοιτάξουμε τον ουρανό και να διαβάσουμε δισεκατομμύρια χρόνια ιστορίας ενός άλλου γαλαξία όπως αυτή γράφεται στις κινήσεις των αστεριών του – κάθε αστέρι λέει και ένα μέρος της ιστορίας. »
Παραπομπές: DESI Observations of the Andromeda Galaxy: Revealing the Immigration History of our Nearest Neighbor, The Astrophysical Journal (2023).
Πηγή: https://phys.org/
