Att förstå hur universum blev blev en av de större utmaningarna med att vara astrofysiker. Med tanke på det observerbara universumets stora storlek (46,6 miljarder ljusår) och svindlande ålder (13,8 miljarder år) är detta ingen enkel uppgift. Ändå har pågående observationer, beräkningar och datasimulering gjort det möjligt för astrofysiker att lära sig mycket om hur galaxer och större strukturer har förändrats över tid.
Till exempel har en ny studie från ett team från University of Kentucky (UK) utmanat tidigare uppfattningar om hur vår galax har utvecklats till att bli det vi ser idag. Baserat på iakttagelser gjorda av Vintergatens stjärnskiva, som tidigare ansågs vara smidig, fann teamet bevis på asymmetriska krusningar. Detta indikerar att vår galax tidigare kan ha formats av gamla effekter.
Studien, med titeln "Milky Way Tomography with K and M Dwarf Stars: The Vertical Structure of the Galactic Disk", dök nyligen upp i The Astrophysical Journal. Ledd av Deborah Ferguson, en UK-examen 2016, bestod teamet av professor Susan Gardner - från UK College of Arts and Sciences - och Brian Yanny, en astrofysiker från Fermilab Center for Particle Astrophysics (FCPA).
Denna studie utvecklades från Fergusons senioravhandling, som övervakades av prof. Gardner. Vid den tiden försökte Ferguson utvidga på tidigare forskning från Gardner och Yanny, som också försökte förstå förekomsten av krusningar i vår galaxens stallarskiva. För denna nya studie förlitade sig teamet på data som erhållits av Sloan Digital Sky Survey´s (SDSS) 2,5 m teleskop, beläget vid Apache Point Observatory i New Mexico.
Detta gjorde det möjligt för laget att undersöka den rumsliga fördelningen av 3,6 miljoner stjärnor i Vintergatan, från vilken de bekräftade förekomsten av asymmetriska krusningar. Dessa, hävdar de, kan tolkas som bevis på Vintergatens gamla effekter - med andra ord, att dessa krusningar resulterade från att vår galax kom i kontakt med andra galaxer i det förflutna.
Dessa kan omfatta en sammanslagning mellan Vintergatan och Skytten dvärg galaxen för ungefär 0,85 miljarder år sedan, liksom vår galax nuvarande sammanslagning med Canis Major dvärg galax. Som professor Gardner förklarade i ett nyligen pressmeddelande i Storbritannien:
”Dessa effekter tros ha varit” arkitekterna ”för Vintergatorens centrala bar och spiralarmar. Precis som krusningarna på ytan av en slät sjö föreslår att en avlägsen hastighetsbåt passerar, söker vi efter avvikelser från symmetrierna som vi förväntar oss i stjärnornas fördelningar för att hitta bevis på antika effekter. Vi har funnit omfattande bevis för att alla dessa symmetrier bryts och därmed bygga fallet för den roll som forntida påverkan spelar i strukturen på vårt Vintergatan. "
Som noterats indikerade Gardners tidigare arbete också att när det kom till stjärnor i nord / söder om stjärnor på Vintergatan, var det en vertikal "krusning". Med andra ord skulle antalet stjärnor som låg ovanför eller under den stjärna skivan öka från en provtagning till nästa längre de såg ut från mitten av den galaktiska skivan. Men tack vare de senaste uppgifterna från SDSS hade teamet ett mycket större stickprov att basera sina slutsatser på.
Och i slutändan bekräftade dessa fynd observationerna från Ferguson och Lally och visade också bevis på en asymmetri i den galaktiska skivans plan också. Som Ferguson förklarade:
”Att ha tillgång till miljoner stjärnor från SDSS gjorde det möjligt för oss att studera galaktisk struktur på ett helt nytt sätt genom att bryta upp himlen i mindre regioner utan att förlora statistik. Det har varit otroligt att titta på detta projekt utvecklas och resultaten dyker upp när vi plottade stjärnens täthet och såg spännande mönster över fotavtrycket. I takt med att fler studier görs på detta område är jag glada över att se vad vi kan lära oss om strukturen i vår galax och de krafter som hjälpte till att forma den. ”
Att förstå hur vår galax utvecklades och vilken roll antik inverkan spelade är avgörande för att förstå universums historia och utveckling som helhet. Och förutom att hjälpa oss att bekräfta (eller uppdatera) våra nuvarande kosmologiska modeller, kan studier som denna också berätta mycket om vad som ligger i väntet för vår galax miljarder år från och med nu.
I decennier har astronomer varit av den uppfattningen att mjölkvägen på ungefär 4 miljarder år kommer att kollidera med Andromeda. Denna händelse kommer sannolikt att få enorma återverkningar, vilket leder till att både galaxens supermassiva svarta hål, stjärnkollisioner och stjärnor slås ut. Medan det är tveksamt med mänskligheten kommer att finnas för den här händelsen, skulle det fortfarande vara värt att veta hur denna process kommer att forma vår galax och det lokala universum.
