Данные, полученные с телескопа «Хаббл», позволили астрономам выявить свидетельства одного из наиболее ранних и масштабных слияний галактик в истории Млечного Пути. Около одиннадцати миллиардов восьмисот миллионов лет назад, на начальном этапе формирования нашей Галактики, произошло поглощение карликовой галактикой, содержащей приблизительно полмиллиарда солнечных масс звёзд.

Эта карликовая галактика уже давно перестала существовать как самостоятельный объект, однако некоторые из её звёзд и звёздные скопления сохранились в составе Млечного Пути. Воссоздание картины этого древнего столкновения стало возможным благодаря изучению шаровых скоплений — крупных группировок очень старых звёзд, способных хранить информацию о галактиках, в которых они образовались.

В рамках исследования учёные проанализировали с помощью «Хаббла» тридцать девять шаровых скоплений, расположенных на расстоянии около двадцати тысяч световых лет от центра Млечного Пути. Сопоставив их возраст и химический состав с данными миссии Gaia Европейского космического агентства, астрономы выявили группу скоплений, демонстрирующую отличие от ранее известных популяций звёзд.

Согласно мнению авторов работы, эти скопления изначально являлись частью древней карликовой галактики, впоследствии поглощённой Млечным Путём. Она получила название Low-energy-Kraken-Heracles, или LKH – наименование, объединяющее несколько обозначений, использовавшихся в предыдущих исследованиях, где также предполагалось наличие этого древнего события.

Останки исчезнувшей галактики можно обнаружить в составе шаровых скоплений звезд

Реконструкция истории Млечного Пути, уходящей почти на 12 миллиардов лет в прошлое, представляет собой сложную задачу. За этот период Галактика значительно увеличилась в размерах, образовала огромное число новых звёзд и ассимилировала другие, более компактные галактики, что привело к существенным изменениям в её изначальной структуре.

Шаровые скопления служат своеобразными окнами в далёкое прошлое Галактики. Они включают в себя от нескольких десятков тысяч до миллионов звёзд, многие из которых образовались примерно в один и тот же период времени. Сопоставление возраста и химического состава этих звёздных групп позволяет определить их место возникновения.

На основе данных, полученных благодаря наблюдениям «Хаббла», ученые смогли с высокой степенью достоверности установить возраст и химический состав тридцати девяти шаровых скоплений. В астрономии под термином «металличность» подразумевают концентрацию звёздных тел элементов, более тяжелых, чем гелий.

Проведённый анализ выявил три основные группы скоплений. К первой относятся объекты, сформировавшиеся непосредственно в раннем Млечном Пути. Вторая группа связана с галактикой Gaia-Sausage-Enceladus, которая была поглощена Млечным Путём приблизительно 10 миллиардов лет назад.

Анализ показал, что третья группа объектов оказалась старше скоплений, связанных с потоком Gaia-Sausage-Enceladus, однако моложе тех, которые, как полагают, образовались непосредственно в Млечном Пути. Исследователи интерпретируют это как свидетельство того, что эти объекты происходят из другой галактики, ранее поглощенной нашей.

По оценкам специалистов, слияние с LKH (Local Group Halo) произошло приблизительно 11,8 миллиарда лет назад — на 1,8 миллиарда лет раньше других крупных аккреционных событий в истории Млечного Пути, для которых ранее были собраны столь же весомые доказательства.

К числу объектов, которые исследователи ассоциируют с этой древней галактикой, относится шаровое скопление NGC 6535, находящееся на расстоянии около 22 тысяч световых лет от нашей планеты.

На заре своего существования Млечный Путь начал активно поглощать другие галактики.

Согласно результатам исследования, масса звёзд в галактике LKH достигала приблизительно 500 миллионов солнечных масс. В настоящее время подобный объект классифицировался бы как карликовая галактика, однако около 12 миллиардов лет назад Млечный Путь был значительно менее массивным, чем он есть сейчас.

Слияние с LKH могло оказать заметное влияние на рост молодой Галактики. Это открытие демонстрирует, что в процессе своего развития Млечный Путь увеличивался не только за счет формирования новых звёзд, но и посредством поглощения других звёздных систем.

Впоследствии Млечный Путь столкнулся с рядом значительных событий. Примерно 10 миллиардов лет назад произошло поглощение Gaia-Sausage-Enceladus — галактики, оказавшей существенное влияние на формирование современной структуры Млечного Пути. В дальнейшем началось взаимодействие с карликовой галактикой в Стрельце, которое продолжается и в наши дни.

Ранее выдвигались предположения о существовании LKH, основываясь на иных данных, но недавние измерения шаровых скоплений предоставили возможность установить связь между конкретной популяцией древних звёздных систем и этим явлением, а также более точно определить время его наступления.

Ученые планируют продолжить анализ других шаровых скоплений Млечного Пути, в том числе объектов, которые пока не подвергались детальному изучению. Это позволит реконструировать историю иных древних слияний, происходивших на протяжении миллиардов лет и повлиявших на формирование Галактики, которую мы видим сегодня.

Исследование опубликовано в журнале Nature Astronomy.