Andromeda kolliderede med galaktiske søskende milliarder af år siden

En ny undersøgelse siger, at vores nabo-galakse s store stjernehalo og stellarudvikling skyldes en stor kollision, der sluttede for 2 milliarder år siden.

En stor galakse M32 styrtede ned i Andromeda Galaxy for milliarder af år siden, siger en undersøgelse, der påvirker udviklingen af ​​begge galakser for evigt. Den nye undersøgelse offentliggjort i Nature Astronomy antyder, at fusionen påvirkede haloen af ​​stjerner og kugleformede klynger omkring Andromeda s disk samt tempoet i galakseens stjernedannelse.

Andromeda Galaxy har sin underligt kompakte satellitgalakse, M32 (fuzzball under Andromedas disk). Astronomer mistænker nu, at M32 kan være resterne af en massiv galakse, der interagerede med Andromeda for mellem 5 og 2 milliarder år siden.
Lorenzo Comolli

Andromeda er det største medlem af den lokale gruppe af galakser nær Mælkevejen, en spiralgalakse, der ligger omkring 2, 5 millioner lysår væk. Dets nærhed motiverede forskere Richard D Souza (University of Michigan and Vatican Observatory) og Eric Bell (University of Michigan) til at forstå dens udvikling. Forskerne hentede information om, hvordan Andromeda-størrelsesgalakser kom sammen fra to forskellige typer uafhængige simuleringer i stor skala, Illustris og partikelmærkningssimuleringer. Konkret var de interesseret i, hvordan Andromedas stjerneskive blev så tyk: Den er 2.600 lysår høj, otte gange tykkere end Mælkevejens tynde disk, selvom den kun er dobbelt så bred.

Simuleringerne viste, at en sådan massiv stjerneskive - for ikke at nævne Andromedas massive og metalrige stjernekredde - altid formes efter en stor galaktisk kollision, der spiller ud over milliarder af år. Andromedas stjerneskive og glorie har en høj metallicitet eller overflod af elementer, der er tungere end brint og helium, hvilket antyder, at det var en massiv, metalrig galakse, der styrtede ned i Andromeda. De to ville være begyndt at interagere inden for de sidste 5 milliarder år med forstyrrende virkninger fortsat indtil for 2 milliarder år siden.

Forskerne konkluderer, at M32, en underligt kompakt galakse i kredsløb omkring Andromeda, sandsynligvis er det, der er tilbage af galaksen, der ramte Andromeda. Forskerne kalder forælderegalaksen M32p og antyder, at den svarede i masse til Mælkevejen med en lavmasse bule i midten. Forskere havde i årevis undret sig over, hvorfor M32 indeholdt så mange stjerner i en sådan lille mængde, siger D'Souza. Hvis en kollision reformerede denne galakse for længe siden, kunne den forklare mange af dens unikke egenskaber.

Den mest overraskende konstatering, tilføjer D'Souza, er, at Andromedas disk overlevede den massive fusion; mange tidligere undersøgelser antydede, at sådanne nedbrud ville forlænge en spiralgalakse til en elliptisk. Alligevel viser observationer, at galakseens skive og bule allerede var på plads, før fusionen fandt sted, så vores nabo galakse opretholdt sin spiralstruktur under kollisionen. Puragra GuhaThakurta (University of California, Santa Cruz), der ikke var involveret i undersøgelsen, forklarer, at ikke enhver større fusion producerer en elliptisk galakse. Slutresultatet afhænger af det nøjagtige masseforhold for de to fusionerende galakser og kollisionens geometri.

Yderligere bevis for den historiske kollision kommer fra en gigantisk strøm af metalrige stjerner, der blev opdaget i Andromedas glorie i de tidlige 2000'ere. Måske er denne funktion et affaldsfelt genereret i kølvandet på styrtet, antyder forskerne. Andre funktioner gentager også en stor forstyrrelse. For en, omkring en femtedel af Andromedas stjerner dannet for omkring 2 milliarder år siden - fusionens eftereffekter kan have udløst deres fødsel.

D'Souza tilføjer, at en sådan større fusion kan have forstyrret hele den lokale gruppes historie, men mere forskning i denne retning er nødvendig. "Dette er som det savnede familiemedlem, som ingen ønsker at tale om, " siger han. "Det er en stor overraskelse, at der var noget andet så stort, der var tæt på os."

Puragra GuhaThakurta (University of California, Santa Cruz), der ikke var involveret i undersøgelsen, siger, at metodikken for undersøgelsen er sund. Ikke desto mindre, hævder han, er der en stærk bevægelseslinje mod tanken om, at M32 repræsenterer resterne af en større fusion - der er en kæmpe strøm af stjerner og gas bag M32, men intet ligger foran den. ”Man forventer generelt, at tidevandsrester fra en fusionsbegivenhed er nogenlunde symmetriske omkring fusionsresten, ” forklarer han.

Han bemærker også, at flere aspekter af scenariet indeholder "betydelig usikkerhed". Dette inkluderer både galaksernes masse, deres stjerners bevægelser, deres stjernedannelseshistorie og andre elementer, der ville påvirke, hvordan fusionen foregik. Når det er sagt, "Det ville være rart at kunne forklare en masse fænomener ... med en enkelt større fusionsbegivenhed, " siger han.

Selvom det er uklart, om M32 repræsenterer resterne af en større fusion, fastholder D'Souza og Bell, at deres arbejde udgør en stærk sag om, at noget massivt interagerede med Andromeda. Som en virksomhed, der hurtigt prøver at blive stor, siger D'Souza, kræver en galakse, der leder efter et stort massespring, en fusion med en anden galakse med lignende masse. Han tilføjer, at flere observationer af Andromedas stjernebevægelser og sammensætning vil hjælpe med at styrke sagen.