Rodokmen Mléčné dráhy. Kredit: J. Pfeffer, D. Kruijssen, R. Crain, N. Bastian.

Už nějakou dobu víme, že galaxie, jako je třeba Mléčná dráha, nevznikají ve své dnešní podobě. Během miliard let postupně rostou a formují se, díky galaktickému kanibalismu, tedy srážení a splývání galaxií. Historie naší Mléčné dráhy ale zůstávala dlouho nejasná. V neposlední řadě kvůli tomu, že podobné věci je lepší studovat zvenčí a nikoliv zevnitř. Nicméně, i když to dá dost práce, zvládnout se to dá.

Astrofyzik Diederik Kruijssen z německého centra Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg (ZAH) a jeho tým jako první sestavili rodokmen Mléčné dráhy. Klíčem k úspěchu byla detailní analýza vlastností kulových hvězdokup v Mléčné dráze. A jak už se v dnešní době stává zvykem, nebyli na to sami. Komplikovanou analýzu jim udělala umělá inteligence.

Diederik Kruijssen. Kredit: Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg.

Kulové hvězdokupy jsou podivuhodné útvary, v nichž může být namačkáno až milion hvězd. Bývají velmi staré, téměř jako samotný vesmír. V Mléčné dráze jsme objevili něco přes 150 kulových hvězdokup. Už víme, že řada z nich původně vznikla v menších galaxiích, který splynuly s Mléčnou dráhou. Astronomové si už dlouho představovali, že bychom kulové hvězdokupy mohli využít jako „fosilie“ pro rekonstrukci evoluce galaxií, jako je i Mléčná dráha. Vědci to ale zvládli až teď, díky pokroku v pozorování vesmíru a modelování.

Badatelé v rámci výzkumu vyvinuli pokročilou simulaci evoluce galaxií podobných Mléčné dráze. Systém zvaný E-MOSAICS je unikátní v tom, že zahrnuje kompletní model vzniku, vývoje i zániku kulových hvězdokup. V těchto simulacích Kruijssen a spol. propojili věk kulových hvězdokup, jejich stáří, chemické složení a pohyb v Mléčné dráze s vlastnostmi dávných galaxií, v nichž takové hvězdokupy vznikaly. Z těchto simulací následně odvozovali, jak vypadaly zmíněné dávné galaxie a také to, kdy se tyto galaxie staly obětí Mléčné dráhy.

Projekt E-MOSAIC. Kredit: Liverpool John Moores University.

Podle Kruijssena bylo nejtěžší odvozovat historii splývání galaxií. Je to nesmírně komplexní záležitost a podle všeho takové splývání obvykle pořádně zamotá oběžné dráhy kulových hvězdokup. Právě s tím jim velice pomohla astrofyzikální umělá inteligence. Pořádně ji vycvičili na desítkách tisíc simulací systému E-MOSAICS. Nakonec byli příjemně překvapení, jak přesně inteligence rekonstruuje rodokmeny simulovaných galaxií, jen na základě znalostí o kulových hvězdokupách.

Pak inteligenci vypustili na reálná data. A ulovili Krakena. To je tajuplná galaxie, která se kdysi srazila a splynula s Mléčnou dráhou. Podle Kruijssena byla kolize s Krakenem nejdrsnější událostí v evoluční historii Mléčné dráhy. Stalo se to před 11 miliardami let. Vesmír byl tehdy ještě mladý a Mléčné dráha byla oproti dnešku čtyřikrát menší. Srážka s Krakenem podle všeho dramaticky změnila strukturu Mléčné dráhy.

Pokud jde o celou historii Mléčné dráhy, byla vzrušující a krvavá, pokud si představíme galaktický kanibalismus jako scény z pozemské přírody. Mléčná dráha sežrala cca 5 galaxií s více než 100 miliony hvězdy a zhruba 15 galaxií s nejméně 10 miliony hvězd. Teleskopy nových generací by mohly historii Mléčné dráhy osvětlit do ještě intimnějších detailů.

Video: Kruijssen+20 simulation

Literatura

Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg 13. 11. 2020.

MNRAS 498: 2472–2491.