Sự hình thành ngôi nhà của chúng ta thiên hà Dải Ngân hà bắt đầu từ 12 tỷ năm trước. Kể từ đó, nó đã trải qua một chuỗi các cuộc sáp nhập với các thiên hà khác và ngày càng phát triển về khối lượng cũng như kích thước. Tàn tích của các khối xây dựng (tức là các thiên hà đã hợp nhất với Dải Ngân hà trong quá khứ) có thể được xác định thông qua các giá trị bất thường của chúng về năng lượng, động lượng góc và độ kim loại thấp. Hai khối xây dựng sớm nhất của ngôi nhà của chúng tôi thiên hà gần đây đã được xác định bằng cách sử dụng bộ dữ liệu Gaia và được đặt tên là Shiva và Shakti theo tên các vị thần Hindu. Gaia không gian kính viễn vọng dành riêng cho việc nghiên cứu thiên hà quê hương của chúng ta đã cách mạng hóa việc nghiên cứu Dải Ngân hà. Gaia Enceladus/Dòng xúc xích, dòng suối Pontus và “trái tim già nua tội nghiệp” của Dải Ngân hà đã được xác định trước đó bằng cách sử dụng bộ dữ liệu Gaia. Lịch sử của Dải Ngân hà có rất nhiều sự hợp nhất. Hubble Không gian Hình ảnh từ kính viễn vọng cho thấy sáu tỷ năm nữa, thiên hà quê hương của chúng ta sẽ hợp nhất với thiên hà Andromeda lân cận.
Các thiên hà và các cấu trúc lớn khác được hình thành trong vũ trụ khoảng 500 triệu năm sau vụ nổ Big Bang.
Sự hình thành ngôi nhà của chúng ta thiên hà Dải Ngân hà bắt đầu khoảng 12 tỷ năm trước. Kể từ đó, nó đã trải qua một chuỗi các cuộc sáp nhập với các thiên hà khác góp phần vào sự tăng trưởng về khối lượng và kích thước của nó. Lịch sử Dải Ngân hà về cơ bản là lịch sử sáp nhập các thiên hà khác với thiên hà quê hương của chúng ta.
Các tính chất cơ bản của sao như năng lượng và xung lượng góc có liên quan trực tiếp đến tốc độ và hướng của thiên hà nguồn gốc và được chia sẻ giữa các ngôi sao của cùng một thiên hà. Khi các thiên hà hợp nhất, năng lượng và động lượng góc được bảo toàn theo thời gian. Điều này phục vụ như một công cụ quan trọng trong việc xác định tàn dư sáp nhập. Một nhóm lớn sao với các giá trị năng lượng và động lượng góc bất thường tương tự có khả năng là tàn dư của sự hợp nhất của một thiên hà. Ngoài ra, những ngôi sao già hơn có độ kim loại thấp, tức là những ngôi sao hình thành trước đó có hàm lượng kim loại thấp. Dựa trên hai tiêu chí này, có thể theo dõi lịch sử hợp nhất của Dải Ngân hà, tuy nhiên điều đó sẽ không thể thực hiện được nếu không có bộ dữ liệu Gaia.
Được ESA ra mắt vào ngày 19 tháng 2013 năm XNUMX, Gaia không gian kính thiên văn được dành riêng cho việc nghiên cứu Dải Ngân hà bao gồm nguồn gốc, cấu trúc và lịch sử tiến hóa của nó. Đậu xe ở Lissajous quỹ đạo quanh điểm Lagrange L2 (nằm cách Trái đất khoảng 1.5 triệu km theo hướng đối diện với Mặt trời) dọc theo JWST và tàu vũ trụ Euclid, tàu thăm dò Gaia đang tiến hành một cuộc điều tra dân số khổng lồ bao gồm khoảng 1.5 tỷ ngôi sao trong Dải Ngân hà, ghi lại chuyển động, độ sáng, nhiệt độ và thành phần của chúng, đồng thời tạo ra bản đồ 3D chính xác về ngôi nhà thiên hà. Do đó, Gaia còn được gọi là nhà khảo sát tỷ sao. Các bộ dữ liệu do Gaia tạo ra đã cách mạng hóa việc nghiên cứu lịch sử Dải Ngân hà.
Vào năm 2021, bằng cách sử dụng bộ dữ liệu Gaia, các nhà thiên văn học đã biết về một vụ sáp nhập lớn và xác định dòng Gaia Enceladus/Sausage, tàn dư của Gaia-Sausage-Enceladus (GSE) thiên hà đã hợp nhất với Dải Ngân hà từ 8 đến 11 tỷ năm trước. Sau đó, dòng suối Pontus và “trái tim già nua tội nghiệp” của Dải Ngân hà được xác định vào năm sau. Dòng Pontus là tàn tích của sự sáp nhập Pontus trong khi “trái tim già tội nghiệp” là ngôi sao nhóm được hình thành trong quá trình sáp nhập ban đầu tạo ra Dải Ngân hà nguyên thủy và tiếp tục cư trú ở khu vực trung tâm của Dải Ngân hà.
Hiện nay, các nhà thiên văn học báo cáo đã phát hiện ra hai dòng sao đã hình thành và hợp nhất với phiên bản đầu tiên của Dải Ngân hà của chúng ta từ 12 đến 13 tỷ năm trước, vào khoảng thời gian các thiên hà đang hình thành vào thời kỳ đầu Vũ trụ. Để làm được điều này, các nhà nghiên cứu đã kết hợp dữ liệu Gaia với quang phổ sao chi tiết từ Khảo sát bầu trời kỹ thuật số Sloan (DR17) và quan sát thấy các ngôi sao tập trung xung quanh hai tổ hợp năng lượng và xung lượng góc cụ thể đối với một phạm vi nhất định của các ngôi sao có hàm lượng kim loại thấp. Hai nhóm có xung lượng góc tương tự như các ngôi sao từng là một phần của các thiên hà riêng biệt đã hợp nhất với Dải Ngân hà. Có lẽ, những khối xây dựng sớm nhất của Dải Ngân hà, các nhà nghiên cứu đã đặt tên chúng là Shiva và Shakti theo tên các vị thần Hindu. Có thể các nhóm sao mới được phát hiện lần đầu tiên đã hợp nhất với 'trái tim già nua tội nghiệp' của Dải Ngân hà của chúng ta và câu chuyện hướng tới một thiên hà rộng lớn. thiên hà đã bắt đầu. Các nghiên cứu trong tương lai sẽ xác nhận xem Shiva và Shakti có thực sự là một phần của thời tiền sử của Dải Ngân hà hay không.
Điều gì sẽ xảy ra với thiên hà quê hương của chúng ta trong tương lai?
Lịch sử tiến hóa của Dải Ngân hà có rất nhiều sự hợp nhất. Hubble Không gian Hình ảnh từ kính viễn vọng cho thấy sáu tỷ năm nữa, thiên hà quê hương của chúng ta sẽ hợp nhất với thiên hà Andromeda lân cận nằm cách chúng ta 2.5 triệu năm ánh sáng để hình thành một thiên hà mới. Andromeda sẽ va chạm với Dải Ngân hà với tốc độ 250,000 dặm/giờ vào khoảng 4 tỷ năm nữa. Sự va chạm giữa hai thiên hà sẽ kéo dài trong 2 tỷ năm tạo ra một thiên hà hình elip kết hợp.
Hệ Mặt Trời và Trái Đất sẽ tồn tại nhưng sẽ có tọa độ mới không gian.
***
Tài liệu tham khảo:
- Naidu RP, et al 2021. Tái thiết sự hợp nhất lớn cuối cùng của Dải Ngân hà với Khảo sát H3. Tạp chí Vật lý thiên văn, Tập 923, Số 1. DOI: https://doi.org/10.3847/1538-4357/ac2d2d
- Malhan K., et al 2022. Bản đồ động lực toàn cầu về sự hợp nhất của dải ngân hà: Những hạn chế từ quỹ đạo dựa trên Gaia EDR3 của các cụm sao cầu, dòng sao và thiên hà vệ tinh. Xuất bản ngày 17 tháng 2022 năm 926. Tạp chí Vật lý thiên văn, Tập 2, Số XNUMX. DOI: https://doi.org/10.3847/1538-4357/ac4d2a
- Malhan K. và Rix H.-W., 2024. 'Shiva và Shakti: Các mảnh thiên hà nguyên sinh được cho là ở Dải Ngân hà Bên trong. Tạp chí Vật lý thiên văn. Xuất bản ngày 21 tháng 2024 năm XNUMX. DOI: https://doi.org/10.3847/1538-4357/ad1885
- Viện Thiên văn học Max Planck (MPIA). Tin tức – Các nhà nghiên cứu xác định hai khối xây dựng sớm nhất của Dải Ngân hà. Có sẵn tại https://www.mpia.de/news/science/2024-05-shakti-shiva?c=5313826
- Schiavi R. etất cả 2021. Sự hợp nhất trong tương lai của Dải Ngân hà với thiên hà Andromeda và số phận của các lỗ đen siêu lớn của chúng. In sẵn tại arXiv. DOI: https://doi.org/10.48550/arXiv.2102.10938
***
