Млечный Путь, каким мы его знаем сегодня, сформировался в результате столкновения с карликовой галактикой около 10 миллиардов лет назад. Но, как показывают новые исследования, большая часть современной галактики уже существовала даже в то время.

Возраст звезд, оставленных галактическим нарушителем, немного моложе или равен возрасту звезд в главном диске Млечного Пути, сообщают 17 мая исследователи в журнале Nature Astronomy. А это может означать, что Млечный Путь вырос быстрее, чем ожидали астрономы, говорит автор исследования Тед Маккерет, астрофизик из Университета Торонто.

«Млечный Путь уже сформировался до того, как произошло это большое слияние», — говорит он.

История нашей галактики — это история насильственных завоеваний. Как и другие гигантские спиральные галактики во Вселенной, Млечный Путь, вероятно, увеличил свою массу за счет столкновений и слияния с меньшими галактиками с течением времени. Звезды несчастных пожираемых галактик смешались в Млечном Пути, как сливки в кофе, что затруднило понимание того, на что были похожи галактики до того, как они слились.

В 2018 году астрономы поняли, что они могут идентифицировать звезды из последнего крупного слияния, используя подробные карты нескольких миллионов звезд с космического корабля Gaia Европейского космического агентства. Звездные потоки вращаются вокруг галактического центра под углом к главному звездному диску. Движение и химический состав этих звезд предполагают, что они когда-то принадлежали отдельной галактике, которая погрузилась в Млечный Путь около 10 миллиардов лет назад.

«Эти звезды остались там, как ископаемые остатки галактики», — говорит Маккерет.

Две группы обнаружили свидетельства существования древней галактики примерно в одно и то же время. Один назвал галактику Гайя-Энцелад ; другая группа назвала это колбасой. Прижилось название «Гайя-Энцелад/Колбаса».

Макерет и его коллеги задавались вопросом, смогут ли они выяснить, насколько хорошо был развит Млечный Путь, когда в него врезалась Гея-Энцелад / Колбаса. Если самые старые звезды в диске Млечного Пути образовались после этого слияния, то они, вероятно, образовались в результате этого. С другой стороны, если самые старые звезды примерно того же возраста или старше, чем звезды из галактического нарушителя, то наша галактика, вероятно, была довольно хорошо развита во время столкновения.

Предыдущие исследователи сделали оценки. Но Маккерет и его коллеги использовали точный инструмент под названием астросейсмология, чтобы выяснить возраст отдельных звезд как из Млечного Пути, так и из Гайи-Энцелада / Колбасы. Подобно тому, как сейсмологи на Земле используют землетрясения для исследования недр нашей планеты, астросейсмологи используют изменения яркости, вызванные звездными землетрясениями и другими колебаниями, чтобы исследовать внутренности звезд.

«Астеросейсмология — единственный способ получить доступ к внутренней части звезд», — говорит физик и соавтор исследования Жозефина Монтальбан из Бирмингемского университета в Англии. На основе данных о внутренних структурах звезды исследователи могут определить возраст звезд.

Команда отобрала около 95 звезд, которые наблюдались космическим телескопом НАСА Кеплер, который завершил свою миссию в 2018 году. Шесть из этих звезд были с Гайи-Энцелада / Колбасы, а остальные — с толстого диска Млечного Пути. Измерив, как яркость этих звезд менялась с течением времени, Маккерет и его коллеги определили возраст с точностью около 11 процентов.

Группа обнаружила, что звезды Гайя-Энцелад / Колбаса немного моложе звезд Млечного Пути, но всем им было около 10 миллиардов лет. Это говорит о том, что большой кусок диска Млечного Пути уже был на месте, когда Гайя-Энцелад / Колбаса прорвались сквозь него. Тем не менее, по словам Маккерета, все еще возможно, что приближающаяся галактика вызвала образование новых звезд. Чтобы сказать сколько, им нужно будет получить намного больше звезд.

Измерение возраста отдельных звезд представляет собой шаг вперед в галактической астрономии, говорит астрофизик Томас Руис-Лара из Университета Гронингена, Нидерланды, который изучает галактическую эволюцию, но не участвовал в новой работе.

«Если вы не можете отличить ребенка от подростка и взрослого, то мы ничего не можем сказать о группе людей», — говорит Руис-Лара. «Но если я смогу различить кого-то в возрасте от 40 до 50 лет, вы получите лучшую диаграмму общества. Со звездами то же самое. Если мы сможем правильно определить возраст, то сможем выделить отдельные события в истории галактики. В конце концов, это цель».