Фотография детально показывает Млечный Путь с туманностями и звездой Антарес в Потирендабе (штат Сан-Паулу) Jefferson Renee Benatti Mazzoni/Личный архив Василий Белокуров — один из трех лауреатов Премии Кавли по астрофизике 2026 года. Премия была присуждена за открытие ископаемых свидетельств прошлых галактических слияний, которые доказывают, как эволюционировал Млечный Путь. Независимо от эпохи и точки зрения — будь то донеолитическая пещера или лондонский небоскреб после локдауна, предсказуемость ночного неба всегда была для человечества символом постоянства и успокаивающей стабильности. Но это кажущееся спокойствие обманчиво.
Наша галактика, Млечный Путь, возникла из хаоса и турбулентности, а ее созвездия полны мигрантов, изгнанников и выживших. Прямо сейчас она снова начала вытягиваться и деформироваться, ведомая массивным спутником и направляясь к неизбежному столкновению. Как я могу быть в этом так уверен? Как галактический археолог, моя задача — восстанавливать прошлое нашей галактики и читать знаки ее будущего. Вместо того чтобы копать землю, я использую законы динамики и звездной эволюции, чтобы прочесать сотни миллионов звезд в поисках самых старых и химически своеобразных из них, интерпретируя их орбиты и воссоздавая события, сформировавшие Млечный Путь.
Среди этих событий — древнее столкновение, оставившее столь глубокие следы, которые миллиарды лет спустя до сих пор определяют облик окружающего нас Млечного Пути. Теперь на g1 Я хочу понять, что управляет жизнью этих огромных космических систем: какие изменения являются врожденными — медленной внутренней эволюцией галактического диска, — а какие приобретенными, навязанными столкновениями и слияниями. Вопросы о происхождении темной материи лежат в основе всего этого. Это невидимое вещество, гравитация которого удерживает галактики вместе, но истинная личность которого остается одной из величайших нерешенных загадок астрофизики. Млечный Путь — единственная галактика, где движения звезд можно измерить с исключительной детализацией.
Это позволяет нам, космологам, строить самую точную на сегодняшний день карту темной материи: как далеко она простирается, насколько она плотна вокруг Солнца, какова ее форма и насколько она однородна или неоднородна. Если нам удастся построить эту карту с достаточной детализацией, мы сможем начать понимать не только где находится темная материя, но и что она собой представляет. Катаклизмическое столкновение Наша работа преобразилась благодаря революции в небесных обзорах с открытыми данными.
Начиная с 2000 года Слоановский цифровой небесный обзор (SDSS) продемонстрировал, чего можно добиться, когда обширные астрономические наборы данных становятся общедоступными, открывая возможности для открытий далеко за пределами тех целей, для которых обзор изначально создавался. А с 2014 года европейский космический телескоп Gaia поднял эту трансформацию на новый уровень, закартировав положения и движения почти 2 миллиардов звезд и превратив галактику в огромную археологическую летопись. Никаких руин, осколков или костей — только звезды, хранящие ключи к нашему прошлому. Самое четкое доказательство того, что давным-давно в нашей галактике произошло нечто катаклизмическое, — это наблюдаемые нами мигранты: звезды, родившиеся не в Млечном Пути.
В то время как родные звезды Млечного Пути путешествуют в основном вместе, обращаясь вокруг галактического центра в общем вращающемся потоке диска, звезды-мигранты нарушают этот порядок. Они скользят, пересекая орбиты местных звезд, ныряют в самые глубокие области галактики, а затем снова вылетают на ее периферию, и так снова и снова.
Эти необычные орбиты идут рука об руку с необычной химией. Большинство звезд-мигрантов беднее тяжелыми элементами, чем популяция, рожденная непосредственно в Млечном Пути. Их химический состав свидетельствует о более медленной скорости эволюции, типичной для карликовой галактики. Это делает мигрантов вдвойне ценными. Они являются одновременно и окаменелостями жестокого прошлого Млечного Пути, и зондами его внешних областей, путешествуя туда, куда местные звезды забираются крайне редко.
Как был перестроен Млечный Путь Одна из центральных идей теории формирования космической структуры заключается в том, что галактики растут иерархически. Меньшие галактики падают в более крупные и разрушаются на части, оставляя свои звезды в качестве мигрантов. В Млечном Пути крупнейшая древняя структура такого рода известна как «Колбаса Гаи — Энцелад» (Gaia-Sausage-Enceladus). Это остатки давно исчезнувшей галактики, которая столкнулась с нашей между 8 и 11 миллиардами лет назад («колбаса» в названии структуры на английском языке является отсылкой к определенному паттерну в движениях ее звезд). Млечный Путь также не вышел из этого столкновения невредимым.
Удар переконфигурировал и перекроил его. Некоторые из этих изменений легко заметны в данных. Звезды древнего диска были разбросаны по гало нашей галактики, «изгнаны» из мест своего рождения. Была также приобретена новая группа звездных скоплений. В то же время мы полагаем, что произошло нечто еще более значительное. Эта встреча изменила ориентацию диска Млечного Пути и его выравнивание с гало темной материи.
Хотя темная материя слишком диффузна, чтобы доминировать в нашей Солнечной системе, во внешней части галактики она является главной гравитационной массой — она движется, течет и, согласно стандартной модели, группируется в иерархию скоплений. Вокруг Млечного Пути эта темная материя образует обширное гало, гораздо более крупное, чем светящаяся часть нашей галактики. Мы привыкли представлять это гало как разреженное круглое облако, но данные Gaia помогли показать, что этот образ слишком упрощен. Тёмное гало может деформироваться под воздействием крупного сближения. Подобно кораблю, который начинает крениться, Млечный Путь начал наклоняться — не внезапно, не заметно глазу, но на протяжении миллиардов лет.
Новый галактический танец Необычно по сравнению со многими галактиками схожей массы, Млечный Путь имел достаточно времени, чтобы оправиться от шока «колбасного слияния». С тех пор ни один другой космический катаклизм, по-видимому, не сотрясал нашу галактику, позволив ей погрузиться в спокойную, лишенную больших происшествий жизнь. То есть до сих пор. Большое Магелланово Облако (БМО), в настоящее время самый массивный спутник нашей галактики, уже притягивает Млечный Путь, снова тревожа его гало.
В качестве эха того, что произошло около 10 миллиардов лет назад, Млечный Путь втягивается в ускоренный танец с этой соседней карликовой галактикой, отступая в ответ на приближение БМО. Это танец, из которого, вероятно, только одна галактика выйдет целой. Началась новая глава миграции, выживания и адаптации. Ничто из этого не портит красоту ночного неба — напротив, лишь углубляет ее. Безмятежная полоса света над нашими головами — это не символ вечности, а видимое напоминание о долгом выживании. Млечный Путь был разрушен, восстановлен и теперь снова подвергается возмущениям. Его звезды помнят прошлое; их движения раскрывают будущее. То, что кажется вечным, на самом деле — лишь мгновение в гораздо более длинной истории. *Василий Белокуров — профессор астрономии Института астрономии Кембриджского университета. **Этот текст был изначально опубликован на сайте The Conversation Brasil.
Войдите, чтобы комментировать.
Одобренных комментариев пока нет.