Podle nové analýzy došlo před 11 miliardami let k dříve neznámému galaktickému spojení, jež zcela změnilo tvar naší galaxie. Druhou galaxií, která v této fúzi figurovala, byl právě Kraken, jehož stopu astronomové nyní nalezli. 

Kulové koncentrace velmi starých hvězd se nazývají kulové hvězdokupy a jsou považovány za "fosilie" raného vesmíru. Jsou to velmi husté sférické shluky statisíců až milionů hvězd starých nejméně deset miliard let, v některých případech tedy téměř stejného věku jako vesmír sám. Podle astronomů vznikly kulové hvězdokupy pravděpodobně v dobách, kdy se galaxie teprve tvořily.

Jakákoli kulová hvězdokupa se vyznačuje tím, že všechny její hvězdy vznikly současně, protože se vytvořily z téhož oblaku plynu. Díky tomu můžeme využít jejich chemické složení jako klíč k určení jejich původu.

To je však jen jeden díl skládačky. Vedle otázky, jak vznikly, je totiž stejně důležité kde. To se astronomové nyní pokusili zodpovědět rekonstrukcí orbitálního pohybu asi 150 známých kulových hvězdokup nacházejících se v Mléčné dráze spolu s pohledem na jejich současný tvar (některé hvězdokupy jsou roztrhány do dlouhých hvězdných proudů). Astronomický tým si přitom pomáhal umělou neuronovou sítí, kterou použil k simulacím kulových hvězdokup obíhajících kolem galaxií podobných Mléčné dráze. Informuje o tom server Science Alert.

Od simulací ke skutečným hvězdokupám

Tyto simulace, zvané E-Mosaics, modelují celou životnost kulových hvězdokup, od jejich zformování přes vývoj až po jejich zánik. "Snažili jsme spojit vlastnosti kulových hvězdokup s historií fúzí, jimiž prošla jejich hostitelská galaxie. To je náročný úkol, protože spojování a shromažďování galaxií je extrémně chaotický proces, během něhož se oběžné dráhy kulových hvězdokup zcela přeskupí," řekl serveru Science Alert astronom Diederik Kruijssen z Heidelberské univerzity v Německu.

"Algoritmus jsme na simulacích otestovali alespoň desetitisíckrát a ohromilo nás, jak přesně byl schopen s použitím populací kulových hvězdokup rekonstruovat historii fúzi simulovaných galaxií," prohlásil Kruijssen.

Dalším krokem bylo, že vědci nahráli do softwaru skutečná satelitní data. Galaxii Mléčná dráha mapuje už několik let satelit Gaia, který zaznamenává s vysokou přesností podrobné prostorové i časové údaje. Z jeho databáze tak astronomové získali dosud nejpřesnější data o polohách a pohybech galaktických těles, což údajně vedlo k fascinujícím objevům o naší domovské galaxii.

Pomocí údajů satelitu Gaia seskupil výzkumný tým na základě jejich orbitálního pohybu kulové hvězdokupy. To se dalo provést díky tomu, že hvězdokupy, které obíhají Mléčnou dráhu po podobných drahách, pocházejí pravděpodobně z téhož místa, tedy z galaxie, která byla v určitém okamžiku své minulosti součástí Mléčné dráhy.

Když software výzkumného týmu všechna tato data zpracoval, vypadl z něj závěr odpovídající pěti galaktickým srážkám. 

Čtyři z nich byly známé - jde jednak o galaxii Gaia-Enceladus, které se pro její tvar někdy přezdívá Klobásová galaxie, jež byla Mléčnou dráhou pohlcena před devíti miliardami let, dále o Helmiho hvězdný proud, což je pozůstatek trpasličí galaxie, která zfúzovala s Mléčnou drahou před deseti miliardami let, potom o galaxii Sequoia, splynuvší s Mléčnou dráhou před devíti miliardami let, a o trpasličí galaxii Střelec, jež v průběhu miliard let prorazila Mléčnou dráhu opakovaně.

Ta pátá byla nová.

Tajemná galaxie

Pátá galaktická srážka byla odhalena díky nedávno objevené skupině "nízkoenergetických" kulových hvězdokup, které se podle softwarové analýzy do jedné shodují s vlastnostmi dříve neznámé - a velmi důležité - galaktické kolize. Galaxii, jež v tomto případě narazila do Mléčné dráhy, nazval tým "galaxií Kraken".

"Kolize s Krakenem musela být tou nejvýznamnější srážkou, jakou kdy Mléčná dráha zažila," prohlásil Kruijssen. "Dříve byla za největší kolizní událost považována srážka s Klobásovou galaxií Gaia-Enceladus, k níž došlo asi před devíti miliardami let. Ale k fúzi s Krakenem došlo již před 11 miliardami let, kdy byla Mléčná dráha čtyřikrát méně objemná. Takže její tehdejší vzhled musela tato srážka opravdu výrazně změnit."

Výzkumný tým sestavil na základě všech zmíněných informací nový "rodokmen", popisující nejaktuálnější historii srážek Mléčné dráhy, jenž zahrnuje jak oněch pět výše zmíněných hlavních kolizí s galaxiemi, obsahujícími více než 100 milionů hvězd, tak i dalších zhruba 15 menších fúzí s galaxiemi, jež obsahují jen více než 10 milionů hvězd. Tento genealogický strom by měl tvořit základ i pro budoucí studie událostí, které měnily dějiny naší galaxie.

Výzkum byl publikován v pravidelném měsíčním bulletinu Královské astronomické společnosti.