Астрономы дали имена Шива и Шакти двум скоплениям старинных звезд, входящих в состав нашей Галактики. Их характеристики и траектории движения позволяют предположить, что это рудименты наиболее ранних компонентов Млечного Пути, существовавших в эпоху, когда он еще не приобрел современную структуру.
Современная астрофизика ставит один из ключевых вопросов: каким образом возникают и эволюционируют массивные галактики? Практический опыт подсказывает, что приблизиться к решению этой задачи можно, исследуя структуру нашей Галактики — Млечного Пути. Недавно у астрономов появилась такая возможность, поскольку для проведения масштабных исследований необходимы точные сведения о движении, возрасте и других характеристиках миллиардов звезд. На основе этих данных можно определить, когда и на каких орбитах сформировались эти объекты, возникли ли они внутри Млечного Пути или присоединились к нему в результате слияния с другой галактикой или звездным скоплением.
При слиянии галактик каждая из них поставляет водород, из которого в условиях сильной турбулентности начинают образовываться новые звёзды. Постепенно этот процесс «бурления» стихает, звёзды исходных скоплений смешиваются между собой и с молодыми звёздами. С течением времени всё сложнее определить, из каких компонентов состоит получившаяся структура. Так, лишь недавно астрономы выяснили, согласно современным представлениям, Малое Магелланово Облако представляет собой не единый объект, а состоит из двух звёздных скоплений.
Несмотря на это, определенные признаки родственных связей между звездами, входящими в разные скопления, все же сохраняются. В первую очередь, это проявляется в их взаимном расположении и кинематике, то есть в характеристиках их движения. Используя данные, полученные в рамках проекта «Гайя», ученые из Института астрономии Макса Планка, в ходе нового исследования, смогли обнаружить две ранее неизвестные подструктуры Млечного Пути».
В нашей Галактике существуют взаимозависимости между возрастом, металличностью, движением и орбитами звезд. Звезды с высоким содержанием металлов преимущественно формируются в дисковой части in situ, в Млечном Пути. Объединившиеся в результате слияний звезды находятся преимущественно в гало Галактики, которое простирается на десятки килопарсек. Среди них выделяют группу «Гайя — Колбаса — Энцелад» (GSE), остатки поглощенной миллиарды лет назад карликовой галактики.
Также астрономы нашли в гало популяцию Splash, состоящую из богатых металлами звезд. Ученые предположили, что эти звезды сформировались в диске Млечном Пути, но их выкинуло оттуда на ранних этапах во время какого-то слияния. В 2022 году исследователи выделили группу еще более старых, бедных металлами звезд, — «Бедное старое сердце» Млечного Пути (POH).
Для определения того, какой из известных скоплений звезд наиболее сопоставим с объектами новых подструктур Млечного Пути, исследователи применили информацию о химическом составе звезд, полученную из Слоуновского цифрового обзора неба (SDSS). Анализ показал, что обе группы характеризуются низким содержанием тяжелых элементов (астрономы используют термин «металлы» для обозначения элементов, более тяжелых, чем водород и гелий), и по этим показателям они уступают самым древним звездам диска. Наиболее близкие аналоги обнаруживаются среди звезд, составляющих скопление «Бедного старого сердца», а не среди звезд, считающихся «присоединенными» к Млечному Пути (GSE.
Сравнив полученные данные, исследователи заключили, что структуры Шива и Шакти представляют собой остатки древнейших компонентов Млечного Пути. Их объединение произошло более 12 миллиардов лет назад, незадолго до формирования галактического диска. По имеющимся сведениям, эти структуры были более массивными и плотными, чем GSE. Результаты исследования опубликованы в журнале The Astrophysical Journal.
В рамках структуры Шакти ученые идентифицировали около 1700 звезд, а в Шиве – приблизительно 5600. Общая масса звезд в обеих структурах оценивается примерно в 10 миллионов солнечных масс. Кроме того, в окрестностях Млечного Пути были обнаружены шаровые скопления, которые, возможно, объединились с Шивой и Шакти. Стоит отметить, что данные наименования не являются произвольными: они соответствуют именам пары индуистских богов, чей союз, согласно представлениям, стал причиной возникновения нашей Вселенной.
«Поразительно, что нам удалось выявить эти древние образования. За время их существования Млечный Путь претерпел значительные изменения, и мы не предполагали, что увидим их в виде скопления. Это стало возможным благодаря уникальным данным, поступающим от телескопа „Гайя“», — объяснил уникальность открытия Кхьяти Малхан (Khyati Malhan), главный автор новой работы.
Эти выводы получат подтверждение в ближайшем будущем, когда будут опубликованы результаты соответствующих исследований WEAVE и 4MOST. В рамках недавнего исследования ученые опирались только на информацию, полученную из конкретных регионов нашей галактики. Возможно, скопления Шива и Шакти значительно крупнее, чем предполагалось ранее.