Astronoomid on lõpuks täheldanud midagi ennustatavat, kuid mitte kunagi nähtud: tähtede voogu, mis ühendab kahte Magellaani pilve. Seda tehes hakkasid nad lahti lahti suurmagelani pilve (LMC) ja väikest magellaani pilve (SMC) ümbritsev mõistatus. Ja selleks oli vaja Euroopa Kosmoseagentuuri (ESA) Gaia vaatluskeskuse erakordset jõudu.
Suured ja väikesed Magellaani pilved (LMC ja SMC) on kääbusgalaktikad Linnutee poole. Astronoomide meeskond Cambridge'i ülikooli rühma juhtimisel keskendus pilvedele ja ühele väga vanatähtede tüübile: RR Lyrae. RR Lyrae tähed on pulseerivad tähed, mis on olnud juba alates Pilvede algusaegadest. Pilvi on olnud keeruline uurida, kuna need levivad laialt, kuid Gaia ainulaadne vaade taevalehele on selle lihtsamaks teinud.
Magellaani pilved on natuke mõistatus. Astronoomid tahavad teada, kas meie tavapärane galaktikate moodustumise teooria kehtib nende kohta. Selle väljaselgitamiseks peavad nad teadma, millal Pilved esmakordselt Linnuteele lähenesid, ja milline oli nende mass sel ajal. Cambridge'i meeskond on paljastanud vihjeid selle mõistatuse lahendamiseks.
Meeskond kasutas Gaiat RR Lyrae tähtede tuvastamiseks, mis võimaldas neil jälgida LMC ulatust - seda on olnud keeruline teha seni, kuni Gaia kaasa tuli. Nad leidsid LMC ümbrusest madala helendusega halo, mis ulatus 20 kraadini. Kui LMC peab tähtedest nii kaugel kinni, tähendab see, et see peaks olema palju massiivsem, kui seni arvati. Tegelikult võib LMC-l olla koguni 10 protsenti massist, mis Linnuteel on.
See aitas astronoomidel massiküsimusele vastata, kuid LMC ja SMC tõeliseks mõistmiseks pidid nad teadma, millal pilved Linnuteele jõudsid. Kuid satelliitgalaktika orbiidi jälgimine on võimatu. Nad liiguvad nii aeglaselt, et inimese eluaeg on nendega võrreldes väike laik. See muudab nende orbiidi sisuliselt tähelepanuta.
Kuid astronoomid suutsid leida järgmise parima: sageli ennustatud, kuid mitte kunagi täheldatud tähevoolu või kahe pilve vahel sirguvat tähtede silda.
Tähevoog moodustub siis, kui satelliidigalaktika tunneb teise keha gravitatsioonilist tõmmet. Sel juhul võimaldas LMC gravitatsiooniline tõmme üksikutel tähtedel SMC-st lahkuda ja tõmmata LMC poole. Tähed ei lahku korraga, nad lahkuvad aja jooksul individuaalselt, moodustades kahe keha vahel oja või silla. See tegevus jätab nende teele aja jooksul heleda jälje.
Selle uuringu astronoomid arvavad, et sillal on tegelikult kaks komponenti: tähed, mille LMC eemaldab SMC-st, ja tähed, mille Linnutee eemaldab LMC-st. See RR Lyrae tähtede sild aitab neil mõista kõigi kolme keha koostoime ajalugu.
Viimane pilvede vaheline interaktsioon toimus umbes 200 miljonit aastat tagasi. Sel ajal möödusid Pilved üksteise lähedal. See toiming moodustas mitte ühe, vaid kaks silda: ühe tähtede ja teise gaasi. Tähesilla ja gaasisilla vahelise nihke mõõtmisega loodavad nad Linnutee ümbritseva gaasi koroona tihedust kitsendada.
Linnutee galaktilise koroona tihedus on teine mõistatus, mille astronoomid loodavad Gaia observatooriumi abil lahendada.
Galaktiline koroona koosneb väga madala tihedusega ioniseeritud gaasist. See muudab jälgimise väga keeruliseks. Kuid astronoomid on seda intensiivselt uurinud, kuna nende arvates võib koroon sisaldada enamikku puuduvat baryoonilist ainet. Kõik on kuulnud Dark Matterist - asjast, mis moodustab 95% universumi ainest. Dark Matter on midagi muud kui tavaline asi, mis koosneb tuttavatest asjadest nagu tähed, planeedid ja meie.
Ülejäänud 5% ainest on baryooniline aine, tuttavad aatomid, millest me kõik õpime. Kuid me võime moodustada ainult poole 5% -st barüoonilisest ainest, mis meie arvates peab olemas olema. Ülejäänud osa nimetatakse puuduvaks barüoonseks aineks ja astronoomid arvavad, et see asub tõenäoliselt galaktilises koroonas, kuid nad pole suutnud seda mõõta.
Galaktilise koroona tiheduse mõistmine aitab mõista Magellaani pilvi ja nende ajalugu. Seda seetõttu, et tähtede ja gaasi sillad, mis moodustasid väikese ja suure Magellaani pilve vahel, liikusid algselt sama kiirusega. Kuid kui nad lähenesid Linnutee koroonale, tõmbas koroona tähti ja gaasi. Kuna tähed on gaasi suhtes väikesed ja tihedad, liikusid nad läbi korooni kiiruse muutuseta.
Kuid gaas käitus teisiti. Gaas oli suures osas neutraalne vesinik ja väga hajus ning tema kohtumine Linnutee koroonaga aeglustas seda märkimisväärselt. See lõi kahe voo vahel nihke.
Meeskond võrdles gaasi- ja tähevoogude praegust asukohta. Võttes arvesse gaasi tihedust ja ka seda, kui kaua mõlemad pilved on olnud koroonis, võiksid nad seejärel hinnata koroona enda tihedust.
Kui nad seda tegid, näitasid nende tulemused, et puuduvat boroonilist ainet võis koroonas arvestada. Või vähemalt märkimisväärne osa sellest võiks. Mis on kogu selle töö lõpptulemus?
Näib, et kogu see töö kinnitab, et nii suured kui ka väikesed Magelaani pilved vastavad meie tavapärasele galaktikate moodustamise teooriale.
Saladus lahendatud. Tee minna, teadus.
