Международная группа астрономов обнаружила следы древней карликовой галактики, поглощённой Млечным Путём на ранних этапах его формирования. Исследование опубликовано в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, а саму потерянную систему учёные назвали Локи в честь скандинавского бога.
Открытие основано на анализе 20 древних звёзд в окрестностях Солнца. Все они движутся по необычным орбитам, проходящим близко к плоскости галактики, хотя подобные металлобедные объекты обычно встречаются в галактическом гало – сферической области, окружающей спиральный диск. Именно расположение и стало первой странностью.
Звёзды относятся к категории металлобедных, то есть содержат крайне малое количество тяжёлых элементов вроде железа. Такие они формировались на заре Вселенной, когда первые поколения звёзд состояли почти полностью из водорода и гелия. Концентрация металлов в звезде помогает астрономам оценить её относительный возраст.
Химический "почерк" 20 объектов оказался почти идентичным. Разброс содержания магния, кальция и титана у этих звёзд значительно меньше, чем в галактическом гало, и сравним с показателями внутри одной карликовой галактики.
Авторы работы отмечают, что подобный химический разброс характерен именно для замкнутой системы.
Анализ выявил следы мощных космических катаклизмов в истории звёзд:
взрывы высокоэнергетических сверхновых и гиперновых
слияния нейтронных звёзд
участие быстро вращающихся массивных звёзд
При этом следов взрывов белых карликов учёные не нашли совсем. Так как формирование белого карлика занимает миллиарды лет, отсутствие таких сигнатур говорит о том, что родительская карликовая галактика просуществовала недолго и не успела породить подобные объекты.
Странности добавляет и направление движения звёзд. Одиннадцать из них движутся по прямому орбитальному направлению, совпадающему с вращением Млечного Пути, а девять – по обратному. Объяснение, предложенное исследователями, сводится к "ранней аккреции".
Локи слилась с Млечным Путём более 10 миллиардов лет назад, когда орбитальная структура нашей галактики ещё была хаотичной, и звёзды поглощённой системы оказались перемешаны.
Чтобы проверить, происходили ли все 20 звёзд из одной системы или из двух разных, команда обратилась к космологическим симуляциям высокого разрешения NIHAO-UHD. Карликовые галактики делятся на ультратусклые с ограниченным химическим обогащением и классические, более крупные и способные удерживать продукты звёздных взрывов.
Авторы работы признают, что Локи может объяснять только часть загадки. Часть металлобедных звёзд вблизи диска могла сформироваться внутри ранней галактики, а не прийти извне, и стандартные химические инструменты для разделения этих популяций на столь древних металличностях работают плохо. Прояснить картину должны будущие крупные спектроскопические обзоры WEAVE и 4MOST.