הגלקסיה שלנו, שביל החלב, גדלה לממדיה הנוכחיים בין היתר על ידי "בליעת" גלקסיות קטנות יותר. כעת, נתונים חדשים מטלסקופ החלל האבל של נאס"א מספקים ראיות חותכות למיזוג של גלקסיה ננסית עם שביל החלב, בשלבים המוקדמים ביותר של התפתחות הגלקסיה שבה נמצאת מערכת השמש ובה כדור הארץ. ממצא זה מרחיב את הידע על ההיסטוריה של שביל החלב ומאפשר להביט אחורה בזמן – מעבר למה שהיה ידוע קודם לכן.
גלריה
תיאור ההתנגשות בין גלקסיה ננסית המכונה LKH לגלקסיית שביל החלב בצעירותה, מה שיצר מיזוג בין השתיים לפני 11.8 מיליארד שנים
(הדמיה: NASA, ESA, Joseph Olmsted (STScI))
שביל החלב היא גלקסיה ספירלית עצומה המאכלסת מאות מיליארדי כוכבים. עם זאת, הגלקסיה שלנו לא תמיד הייתה כה גדולה. היא גדלה והתעצמה הן באמצעות יצירת כוכבים חדשים מענני הגז שלה, והן על ידי איסוף כוכבים, גז וחומר אפל מגלקסיות אחרות בתהליכי מיזוג.
המיזוג המאסיבי האחרון בהיסטוריה של הגלקסיה שלנו התרחש עם הגלקסיה הננסית קשת (Sagittarius). הוא החל לפני למעלה מ-6 מיליארד שנים ונמשך עד ימינו. במבט אל עבר רחוק עוד יותר, התגלה כי גלקסיית שביל החלב בלעה גלקסיה ננסית נוספת, בשם גאיה-סוסג'-אנקלדוס (Gaia-Sausage-Enceladus), לפני כ-10 מיליארד שנים. מיזוג עתיק זה השפיע רבות על מבנה דיסקת הכוכבים של הגלקסיה שלנו. בין שני אירועים אלו התרחשו מיזוגים נוספים, קטנים יותר.
תרחיש עתידי לפיו תתרחש התנגשות בין שביל החלב לאנדרומדה
(הדמיה: NASA/ESA/AP)
צביר כוכבים כדורי שנצפה על ידי טלסקופ החלל האבל
(צילום: STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration/AP)
אך ההיסטוריה של הגלקסיה שלנו אינה מסתיימת כאן. תצפיות וסימולציות רמזו על קיומו של מיזוג גדול נוסף שקדם לשניים אלו, אם כי פרטי האירוע היו נתונים למחלוקת רבה. כעת, במחקר שהתפרסם בכתב העת Nature Astronomy, נחשפו באמצעות טלסקופ החלל האבל ראיות חד-משמעיות למיזוג מוקדם יותר, שהתרחש לפני כ-11.8 מיליארד שנים – כלומר, רק כ-2 מיליארד שנים לאחר המפץ הגדול. "הבית שלנו הוא גלקסיית שביל החלב, אך איננו יודעים כיצד נבנה הבית הזה", אמר ד"ר דוידה מסארי, מהמצפה לאסטרופיזיקה ומדעי החלל בבולוניה, שנמנה עם צוות החוקרים.
סקרים אסטרונומיים עצומים ונתונים מדויקים מחלליות כמו משימת גאיה של סוכנות החלל האירופית (ESA) מילאו תפקיד מרכזי ביצירת ההיסטוריה של הגלקסיה שלנו. ככל שמדענים מנסים לחקור אחורה בהיסטוריה של שביל החלב, כך קשה יותר לדעת מה קרה. כשהגלקסיה שלנו הייתה צעירה, היא הייתה קטנה יותר וקרובה הרבה יותר בגודלה לגלקסיות איתן התנגשה. היא גם הייתה כאוטית יותר, וייתכן שסימני המיזוג נמחקו במשך מיליארדי שנים.
גלקסיית שביל החלב בשמי הלילה
(צילום: Jon Gambrell/AP)
טלסקופ החלל האבל
(צילום: NASA/AP)
על כן, נעשה שימוש ביכולותיו של טלסקופ החלל האבל כדי לחקור כמה מהצבירים הכדוריים של גלקסיית שביל החלב: אוספים עצומים, כדוריים בערך, של עשרות אלפי כוכבים עד כמה מיליוני כוכבים. צבירים כדוריים מכילים כמה מהכוכבים העתיקים ביותר בגלקסיה שלנו, והם יכולים לשמש כאתרים ארכאולוגיים קוסמיים המשמרים כוכבים מגלקסיות אחרות שגלקסיית שביל החלב סיפחה אליה. "הודות לרזולוציה הגבוהה ולעומק של תצפיות טלסקופ החלל האבל, יכולנו למדוד את הגיל ואת תכולת המתכות של צבירים אלו בדיוק חסר תקדים", אמרה קיארה זרבינאטי, מהמחלקה לפיזיקה ואסטרונומיה של אוניברסיטת בולוניה, שנמנתה עם צוות החוקרים. "שילוב נתונים אלו עם מדידות של החללית גאיה אפשר לנו להבחין בצבירים כדוריים השונים מהאחרים. אלו הם הצבירים שנוצרו בגלקסיה הננסית LKH (Low-energy–Kraken–Heracles), המלמדים אותנו מתי אותה גלקסיה נבלעה על ידי הגלקסיה שלנו, ומה הייתה המסה שלה".
הצוות ניתח את תצפיותיו של טלסקופ החלל האבל על 39 צבירים כדוריים הנמצאים בטווח של 20 אלף שנות אור ממרכז הגלקסיה שלנו – אזור שבו אמורות להישמר עדויות למיזוגים העתיקים ביותר. החוקרים ציפו שהמדגם יכלול הן צבירים כדוריים שנוצרו בתוך שביל החלב בראשית ימיו, והן צבירים שנאספו מהגלקסיה הננסית גאיה-סוסג'-אנקלדוס לפני כ-10 מיליארד שנים.
מרכז שביל החלב מטלסקופי הרדיו ALMA (מערך מילימטר/תת-מילימטר גדול) בצ'ילה
(צילום: NASA/CXC/Northwestern Univ./M. Gorski/ESO/NAOJ/NRAO/ALMA/SAO/K. Arcand and P. Edmonds)
גלקסיית שביל החלב
(הדמיה: PixelHive/Shutterstock)
באמצעות שימוש בתצפיות הרגישות של טלסקופ החלל האבל כדי לקבוע את הגיל המדויק ואת המתכתיות של כל צביר, קבעו החוקרים כי קיימת אוכלוסייה שלישית של צבירים כדוריים באזורים הפנימיים של הגלקסיה שלנו. הצוות מצא כי צבירים אלו עתיקים יותר מהקבוצה שמקורה באירוע המיזוג עם גאיה-סוסג'-אנקלדוס, אך צעירים יותר מאלו שנוצרו בתוך שביל החלב עצמו – וזאת ללא תלות בתכולת המתכות שלהם. מכאן עולה כי צבירים אלו הגיעו מאירוע מיזוג נפרד ומוקדם אף יותר, שבו בלעה גלקסיית שביל החלב גלקסיה ננסית שמסת הכוכבים שלה הייתה שווה בערך ל-500 מיליון מסות שמש – שיעור ניכר ממסת הגלקסיה שלנו באותה העת. השם לגלקסיה ננסית זו הוענק כמחווה לשלושה מחקרים קודמים שקידמו את הרעיון בדבר התרחשותו של מיזוג בשלב מוקדם בהיסטוריה של הגלקסיה שלנו.
למיזוג כה גדול, המתרחש בשלב כה מוקדם של היווצרות גלקסיית שביל החלב, יש השלכות מרחיקות לכת על התפתחותה. "במחקרי עבר נטען כי השלבים המוקדמים ביותר באבולוציה של הגלקסיה שלנו התאפיינו בכוכבים שנולדו בתוך הגלקסיה עצמה בלבד", אמר ד"ר מסארי. "אולם הראינו שיש לקחת בחשבון גם כוכבים שנולדו בגלקסיות חיצוניות".
הצוות מתכנן להמשיך בעבודתו לחשיפת ההיסטוריה של גלקסיית שביל החלב באמצעות חקר צבירים כדוריים, במטרה לאפיין את כל המיזוגים המסיביים שעברה הגלקסיה שלנו לאורך ההיסטוריה הקוסמית. "טלסקופ האבל צופה בצבירים כדוריים שמעולם לא נחקרו קודם לכן, מה שיסייע לנו לאפיין אירועי מיזוג שהתרחשו בעבר הרחוק של גלקסיית שביל החלב", סיכם פרופ' פרננדו אגואדו-אגלט, מאוניברסיטת ויגו ומאוניברסיטת לה לגונה, שנמנה עם צוות החוקרים.
