Dysk Drogi Mlecznej mógł zmienić orientację o ponad 90 stopni

Astronomowie z Uniwersytetu w Durham przedstawili w Birmingham nowe wyjaśnienie jednej z zagadek naszej Galaktyki: dlaczego jej rozrzedzone halo gwiazdowe krąży tak wolno. Odpowiedź, jaką dają symulacje superkomputerowe, brzmi zaskakująco — dysk Drogi Mlecznej mógł w przeszłości dosłownie zmienić orientację o ponad 90 stopni. Wyniki zaprezentowano na National Astronomy Meeting 2026 Royal Astronomical Society.

Zagadka wolno rotującego halo

Większość gwiazd Drogi Mlecznej, w tym Słońce, znajduje się w płaskim, dysku spiralnym. Wokół niego rozciąga się jednak znacznie większe, ale dużo rzadsze halo gwiazdowe — zbiór gwiazd pochodzących w dużej mierze z mniejszych galaktyk, wchłoniętych przez naszą Galaktykę w toku kolejnych zderzeń. Dane z misji Gaia Europejskiej Agencji Kosmicznej od lat pokazują, że to halo rotuje bardzo powoli — znacznie wolniej, niż wynikałoby to z masy Galaktyki. Do tej pory nie było jasne, skąd bierze się ta osobliwość.

Zespół kierowany przez Kirilla Batrakova z Durham University postanowił sprawdzić, czy powolna rotacja halo ma związek z burzliwą przeszłością Galaktyki. W tym celu przeanalizował ewolucję 25 galaktyk podobnych do Drogi Mlecznej w ramach symulacji kosmologicznych Auriga, śledząc ich rozwój na przestrzeni miliardów lat.

Zderzenie czołowe i przewrót dysku

Wyniki okazały się spójne: galaktyki z najwolniej rotującymi halo gwiazdowymi łączyły dwie cechy. Każda z nich przeszła w przeszłości poważne zderzenie czołowe z inną galaktyką, a jej dysk w pewnym momencie ewolucji zmienił orientację o ponad 90 stopni — zjawisko, które badacze określają jako przewrót dysku.

„Wiemy już, że Droga Mleczna doświadczyła w przeszłości masywnego zderzenia czołowego z galaktyką znaną jako Gaia-Sausage-Enceladus, w skrócie Gaia Sausage. Sądzimy więc, że dysk Drogi Mlecznej najprawdopodobniej również uległ w przeszłości takiemu przewrotowi” — wyjaśnił Batrakov, główny autor badania.

Gaia-Sausage-Enceladus to pozostałości masywnej galaktyki karłowatej, która połączyła się z młodą Drogą Mleczną około 10–11 miliardów lat temu. To zderzenie było największym wydarzeniem we wczesnej historii naszej Galaktyki — pozostawiło po sobie miliardy gwiazd poruszających się po silnie wydłużonych, kiełbaskowatych orbitach, od których pochodzi nazwa Gaia Sausage.

Symulacje wskazują też, że rotacja halo gwiazdowego jest ściśle powiązana z rotacją halo ciemnej materii — sugerując, że oba te składniki ewoluowały razem, w miarę jak Galaktyka rosła, wchłaniając kolejne mniejsze galaktyki satelitarne.

Dlaczego to ważne

Odkrycie ewentualnego przewrotu dysku daje astronomom nowe narzędzie do rekonstrukcji historii formowania się Drogi Mlecznej, a pośrednio — również ruchu jej niewidzialnego halo ciemnej materii. Ma to również osobisty wymiar dla każdego mieszkańca Układu Słonecznego.

„Przewrót dysku oznacza, że większość gwiazd Drogi Mlecznej poruszała się kiedyś po zupełnie innych torach niż dzisiaj — być może dotyczyło to nawet naszego Słońca, co oznaczałoby, że nasze «stabilne» miejsce w Galaktyce wcale nie było tak stabilne przez całą historię Układu Słonecznego” — zauważył Batrakov.

Droga Mleczna pozostaje najlepszym laboratorium do badania ewolucji galaktyk i ciemnej materii, ponieważ możemy ją obserwować ze szczegółowością niedostępną dla żadnej innej galaktyki. Odkrycie ewentualnego przewrotu dysku dodaje nowy rozdział do tej historii — element, który trzeba będzie uwzględnić, umieszczając Drogę Mleczną w szerszym kontekście innych galaktyk. Badacze podkreślają, że kolejnym krokiem będzie poszukiwanie bezpośrednich śladów tego wydarzenia w obserwacjach współczesnego rozkładu gwiazd i ich ruchów w halo Galaktyki.

Źródła

Główne:

• Royal Astronomical Society, NAM 2026: How our Milky Way once underwent a dramatic flip

Kontekstowe:

• Phys.org, Cosmic gymnastics: How the Milky Way once underwent a dramatic flip,
• ESA/Gaia, Galactic ghosts: Gaia uncovers major event in the formation of the Milky Way

Opracowanie: Agnieszka Nowak