Sa svojim setom objavljenih podataka iz 2016 i 2018. Godine, eskperiment Gaia je revolucionizirao proučavanje Mliječnog puta. Ova misija je otvorila vrata zlatnog doba galaktičke arheologije, discipline koja traga za dokazimao o prošlim galaktičkim događajima kroz karakeristike i ponašanje zvijezda i zvijezdanih populacija koje danas vidimo. Gaia nije usmjerena samo na otkrivanje galaktičke strukture. Cilj ove misije je stvaranje rekonstrukcije evolucije Mliječnog puta kroz njegovu istoriju. Ovde smo iznijeli pet interesatnih otkrića o našoj galaksiji, koje je satelit Gaia tokom višegodišnjeg perioda zabilježio.
1.Mliječni put kao galaktički kanibal
Od 1990.tih godina astronomi su sumnjali kako je Mliječni put nastao kolizijama manjih galaksija, koje su se odvijale tokom proteklih nekoliko milijardi godina kroz njegovu istoriju. Teleskopi na Zemlji, poput SDSS, su pružili prvi uvid u nasilnu prošlost naše galaksije, međutim, astronomi koji rade na projektu Gaia su tek sada uspjeli da konstruišu procese koji su doveli do stvaraja Univerzuma koji nas okružuje.
Tim sa univerziteta u Groningenu,predvođen ekspertom galaktičke arheologije Amina Helmi, su 2018.godine otkrili kako se grupa od 30.00 zvijezda, suprotno u odnosu na ostatak od uzorka od 7 miliona zvijezda, sihnhronizavano kreće kroz solarno susjedstvo. Ovaj atipični šablon kretanja se podudara sa onim kojeg su naučnici ranije promatrali kroz svoje kompjuterske simulacije galaktičkih sudara i spajanja. Na osnovu Hercsprung-raselovog dijagrama, koji uspoređuje boju i svjetlinu zvijezda, utvrđeno je kako ove zvijezde potiču iz druge zvijezdane populacije, odnsno iz druge galaksije.
“Skup zvijezda koje smo pronašli uz pomoć satelita Gaia posjeduju sve karakteristike onoga što bi ste mogli očekivati kod krhotina galaktičkog spajanja.” – zjavila je Amina.
Daljnja analiza potvrđuje kako zvijezde, koje sada čine dio Mliječnog puta (poznatnog kao oreol) kao i spoljašnji dio galaktičkog diska, moraju voditi porijeklo iz druge galaksije. Ova galaksija, nazvana Gaia-Enceladus, je prije 10 milijardi godina morala doći u kontakt sa Mliječnim putem. Sa veličinom otprilike jednog od magelanovog oblaka (dvije satelitske galaksije, približno deset puta manje od naše galaksije) Gaia-Enceladus je nakon kolizije vremenom postala satavni dio Mliječnog puta, koji je u to vrijeme bio 4 puta veći od nje. Bilo je jasno kako je jedan takav sudar u dobroj mjeri poremetio strukturu naše galaksije.
Nasilna istorija naše galaksije nije se završila sa ovim događajem, astronomi su već 2019.godine kroz dobivene podatke svemirske sonde Gaia otkrili potpise druge kolizija sa manjom galaksijom, nazvanom Sequoia, koja je se u strukturu Mlijenog puta zabila nedugo nakon prethodne.
2.Zvijezde unutar mliječnog puta nastaju uslijed galatičkog sudara
Satelit Gaia je takođe otkrio interakcije između naše galaksije i patuljaste galaksije lokalne grupe, Saggitarius, koja već miljardama godina orbitira oko naše galaksije. Ova galaksija sadrži tek nekoliko desetina miliona zvijezda (u odnosu na Mlijeni put koji sadrži nekoliko stotina milijardi) što je čini 10.000 puta manje masivnijom od naše galaksije. Kako je gravitacija Mliječnog puta gurnula ovu patuljastu galaksiju bliže nama, ona je vremenom počela da se probija kroz strukturu diska Mliječnog puta. Ovo se do sada sesilo tri pruta u prošlosti; prvi put prije nekih pet ili šest miljardi godina, drugi put prijedvije miljard godine, te zadnji put prije milijardu godina. Sa svakom kolizijom, naša galaksija je oduzimala određen dio zvijezda, ostavljajući patuljastu galaksiju sve manje sadržajnijom. Na kraju, patuljasta galaksija Sagittarius bi mogla upotpunosti biti progutana od strane Mliječnog puta.
Možda najzanimljiviji aspekt interakcije naše galaksije sa patuljastom galaksijom Sagittarius je opisana u studiji koja je objavljena u proljeće 2020.godine. Tim istraživača sa instituta Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), Tenerife, Španija, je otkrio kako je sa svakim pethodnim prodiranjem ove patuljate galaksije kroz našu, ubrzan process stvaranja novih zvijezda. Zapravo, prije nekih 4.7 milijardi godina jedan od ovih perioda je približno bio poklopljen sa formiranjem našeg Sunca, a nešto kasnije i solarnog sistema. Istraživači vjeruju kako je svaka od kolizija izazvala talasanje unutar interstelarnog medija. Kao posljedica toga, koncentracija gasa i prašine u pojedinim dijelovima Mliječnog puta se povećala do nivoa koji je na poslijetku potakao formiranje zvijezda.
“Nakon početne nasilne epohe formiranja zvijezda, dijelomično potaknut ranijim spajanjem, Mliječni put je uspio doseći uravnoteženo stanje tokom kojeg se odvijalo stabilno formiranje zvijezda. Naša galaksija je bila relativno mirno mjesto, da bi na poslijetku susjedna patujasta galaksija Sagittarius narušla njenu ravnotežu, uzrokujući da se sav prehodno stabilan gas i prašina uskomešaju poput talasa na površini vode.” – izjavio je Tomás Ruiz-Lara, vodeći autor studije.
Istraživanje koje je sprovedeno 2019.godine sa univerziteta u Barcelona, je izračunata stvarna veličina i sjaj miliona zvijezda koje je analizirao satelit Gaia. Iz ovih informacija stronomi su mogli izvesti starosnu dob pojedinačnih zvijezda. U studiji je donesen zaključak kako je stvaranje zvijezda unutar Mliječnog puta opadalo nakon početnog perioda formiranja naše galaksije, da bi se ono povećalo nakon određenog vremena. Tokom tog razdoblja, oko polovine od ukupne mase svih zvijezda, ikada stvorenih, je nastala unutar područija tankog diska Mliječnog puta, a koji inače sadrži većinu zvijezda naše glaksije. Sve je izvjesnije kako bi bez svih prethodnih interakcija patuljaste galaksije Sagittarius sa našom, Mliječni put danas sigrno izgledao drugačije i sadržavao bi znatno manje zvijezda.
“Ovo je prvi put da imamo detaljniji uvid u istoriju formiranja zvijezda. To je izravni dokaz naučne moći svemirskog stelita Gaia, koji je doprinijeo revulucionarnim studijama, i to samo kroz period od nekoliko godina.” – izjavio je Timo Prusti, nučnik projekta misije Gaia.
3. Krakovi i disk Mliječnog puta su aktivni.
Prije misije svemirskog satlita Gaia, astronomi su bili ograničeni na vlastite pokušaje proučavanja struktre naše galaksije. Oni su znali kako je Mliječni put svojom morfologijom bio poznat kao tzv spiralna galaksija. Spiralni krakovi su regije gusto nabijnog gasa i zvijezdane materije koji se pojavljuju u plavim nijasama u odnosu na ostatak galaktičkog diska, što ukazuje na visoke temperature zvijezda unutar nje. Budući kako masivne zvjezde imaju visoke temperature, i kako su ovakve vrste zvijezda relativno mlade, astronomi mogu reći kako su spiralni krakove galaksije područija unutar kojih se formiraju zvijezde.
“Prije lansiranja misije GAIA mi nismo znali da li unutar Mlijčnog puta postoji jedna ili dva spiralna kraka. Sada imamo jasne dokaze kako postoje čak četiri. Služeći se satelitom Gaia mi sada možemo izmjeriti udaljenost zvijezda, i vidjeti unutar kojeg dijela galaksije se nalazi veća koncentracija zvijezda, što direktno ukazuje na postojanost spiralnog kraka.” – izjavio je Sergey Khoperskov, astrofizičar sa odjela za izvanzemaljsku fiziku instituta Max Planck.
Naše Sunce je smješteno unutar jednog od dva manja spiralna galaktička kraka, tačnije Orionovog kraka, na nekih 26.000 svjetlosnih godina u odnosu na galaktički centar, oko kojeg ona svakih 230 miliona godina upotpuni jednu rotaciju. U studiji objavljenom 2018.godine, Sergej i njegove kolege analizirali su uzorke gustoće zvijezda Mliječnog puta i uporedili ih sa dva prethodna istraživanja:
“Identificirali smo nekolicinu područija sa prekomjernom koncentracijom zvijezda koje smo uporedili sa prethodno poznatim lokacijama unutar spiralnih krakova naše galaksije. Smatram kako je ovo prvi put da smo naišli na neku izrazitu koncentraciju tako velikih razmjera, koja se nalazi unutar regije na oko 10.000 do 13.000 svjetlosnih godina od Sunca. Ovo je najveći uvid u širu sliku spiralnih krakova Mliječnog puta, utemeljen na izravnom promatranju zvijezda.”
Prirodna spiralne strukture galaksija, kao što je Mliječni put, je bila predmet raspravajoš tokom 50.tih godina prošlog stoljeća kada je Jan Ooort uz pomoć radio-valova mapirao prve galaktičke obrise.
“Postoji nekolicina teorija o formaciji spiralne strukture galaktičkih krakov, i mnogi astronomi vjeruju kako su ovi krakovi kratkotrajne strukture, uzrokovane nekom vrstom gravitacione nestabilnosti, koje bi se mogle raspasti nakon nekoliko nardnih rotacija galaksije oko svoje osi, nakon čega bi se one mogle ponovno formirati, ali ovaj put u nekom drugačijem obrascu.” – izjavio je Sergey.
“Jendom kada unutar spiralnog kraka identificiramo određenu zvijezdu, mi ćemo biti u stanju da shvatimo njeno porijeklo. Budući kako ćemo znati strukturu, znat ćemo i njen položaj, distribuciju, i vjerovatno ćemo analizirati obrasce hemijskog sastava kako bi bolje razumjeli sve te informacije.” – dodao je Sergey.
Prema riječima zamjenika naučnika projekta ESA Gaia Jos de Bruijn.ea kako galaktički krkakovi, tokom svoje sitorije od nekoliko milijardi godina, nisu sadržavali iste tipove zvijezda. On je krakove uporedio sa prometnom gužvom, područijma unutar kojih se zvijezde vremenom koncentrišu dok čekaju da se prema naprijed probiju kroz neku vrstu uskog grla.
“Iako se zvijezde kreću prema naprijed, prenapućenost u njihovoj distribuciji se povećava, jer se zvijezde koje dolaze gomilaju straga kolone. Još pouzdano ne znamo na koji način dolazi do ovih zastoja, ali sam uvjeren kako će vremenom Gaia eksperiment riješiti ovaj problem.”
Pored ovih istuaknuti struktura, naučnici su otkrili kako je zbog sila koje djeluju unutar galaksije čitav disk Mliječnog puta aktivan, i kako se on kreće na mnogo različitih načina i smjerova. Mliječni put neprestano remete druga tijela u neposrednoj blizini, patuljaste glaksije kao i skupine zvijezda koje kruže oko nje. Ove interakcije ostavljaju traga na našu galaksiju, što se može primjetit i po njenoj strukturi. Tim astronoma je u Barceloni 2018.godine otkrio grupu miliona zvijezda, koje slijede položaj oblika puža, kao i obrazac kretanja koji karakterizira Mliječni put. Kalkulacije su otkrile, kako je ovo komešanje, koje je vremenom izmjenio oblik Mliječnog puta, najvjerovatnije rezultat jednog od prethodnih kolizija naše galaksije sa patuljastom galaksijom Sagttarius. Vjeruje se kako periodični sudari sa patuljastom galaksijom imaju dubok utjecaj na kretanja zvijezda unutar naše galaksije.
4. Mliječni put prisvaja zvijezde iz drugih galaksija i skupina zvijezda
Naša galaksija takođe konstatno prisvaja zvijezde patuljastih galaksija i skupina zvijezda sa kojima je u interakciji. Astronomi su, na osnovu podataka koje je prikupio satelit Gaia, uspjeli identifikovati tokove zvijezda koja se često protežu na udaljenostima od nekoliko hiljada godina, prekrivajuću veliki dio neba iznad naših galva. Podaci o takvim tokovima mogu pomoći astronomima da procjene gravitacionu silu, a time i raspodjelu mase Mliječnog puta, kako bi se otkrilo na koji način galaksije prisvajaju zvijezde.
“Od sedam miliona zvijezda kojima je satelit Gaia odredio brzinu kretanja, dvadeset njih bi se moglo kretati toliko brzo da bi se eventualno vremenom mogle otrgnuti gravitacionom zagrljaju naše galaksije, i pobjeći izvan nje. Umjesto da se otisnu izvan galaktičkog centra, primjetili smo kako većina zvijezda velikih brzina zapravo streme ka središtu galaksije.” – izjavila je Elena Maria Ross, sa Leiden univerziteta u Holandiji, jedan od autora nedavne studije.
Moguće je i da su ovi međugalaktički uljezi došli iz pravca Velikog magelanovog oblaka, relativno male susjedne galaksije koja orbitira oko Mliječnog puta, ali I neke dalje galaksije.
"Zvijezde mogu doseći velike brzine kada dođu u interakciju sa galaktičkom supermasivnom Crnom rupom. Prisustvo ovih zvijezda može biti znak kako se u obližnoj galaksiji nalazi Crna rupe. Međutim, zvijezde su takođe mogle biti dio dvostrukog sistema unutar druge galaksije, koje su bile odbačene prema Mliječnom putu, kada je njihova prateća komponenta sistema eksplodirala u formi Supernove.” – objašnjava Elena
Ukoliko su ove zvijezde uistinu došle iz pravca drugh galaksija, onda bi one mogle sa sobom nositi "otisak" njihovog mjesta nastanka, što bi moglo pružiti jedinstven uvid u prirodu udaljenog Univerzuma kojeg je inače teško proučavati bez direktnih dokaza.
Međutim, astronnomi tvrde kako bi ove zvijezde mogle voditi porijeklo iz oreola naše galaksije, koje su korz istoriju formiranja Mliječnogputa, ali i njene interakcije sa jednom od patuljastih galaksija, bile potisnute nazad prema njenom središtu svaki put kada bi pokušale pobjeći od gravitacionog utjecaja Mliječnog puta. Sve dodatne informacije o starosnoj dobi I hemijskom sastavu zvijezda bi moglo pomoći astronomima u otkrivanju njihovog porijekla.
“Čini se kako bi Zvijezde iz područija oreola Mliječnog puta mogle biti poprilično stare i sačinjene samo od vodika, dok bi zvijezde iz drugih galaksija mogle sadržavati druge teže elemente. Naknadnom analizom spektra zvijezda bi mogli otktiti od čega su one sazdane.” - izjavio je ko-autor studije Tommaso Marchetti
5. Surfanje Sunca na misteriozom talasu gasa Mliječnog puta.
Naučnici povezani sa Radklifovog instituta za napredne studije unverziteta Harvard, su 2019.godine su otkrili kako interstelarni oblak gasa u solarnom susjedstvu formira 9.000 svjetlosnih godina dug talas koji se svojom dužinom od 500 svjetlosnih godina giba ispod i iznad galaktičkog diska. 400 svjetlosnih godina širok talas je dio onoga što astronomi opisuju kao Lokalni krak, mali spiralni krak Mliječng puta u blizini našeg Sunca.
Oblaci interstelarnog gasa su od velikog značaja za istraživače, jer oni daju život novim zvijezdama nakon njihovog kolapsa. Prije otkrića iz 2019. godine se vjerovalo se kako su ovi oblaci u solarnom susjedstvu koncentrisani u tzv. Goldov pojas, prsten sačinjen mladih zvijezda, gasa, i prašine koja se nadvija nad i ispod galaktičkog diska.
Sunce se nalazi na udaljenosti od 500 svjetlosnih godina od najbližeg talasa, i gotovo se čini kako ono surfa po njegovoj površini. Zapravo, prema postojećem modelu, Sunce je već prešlo preko talasa prije nekih 13 miliona godina, i nema sumnje da će se to opet desiti u budućnosti.
Alyssa Goodman, professor primjenjene astronomije, i ko-direktor naučnog progama Radklif institute za napredne studije, komentira: “ Ostali smo potpuno iznenađeni kada smo prvi put, kroz 3D prezentaciji modela, shvatili koliko je dugačak i ravan Radklifov val, ali i ioliko je sinusoidalan kada se promatra sa Zemlje. Postojanost ovog talasa nas tjera da temeljno promislimo o našem ukupnom shvatanju strukture Mliječnog puta kroz 3D model.
Naučnini i dalje ne shvataju šta je to uzrokovalo neočekivano valovit oblik talasa. Prethodne kolizije galaksije sa masivnim tijelima, primjerice patuljastom galaksijom, bi moglo biti moguće objašnjenje, ali su neophodne dodatne sudije i rezultati kako bi se se došlo do konkretnijeg ishoda.
Izvor:
http://www.esa.in
Jedan od ciljeva: bolja zastita satelita od napada, na primjer laserskim oruzjem I nano-satelitima koji patroliraju u svemir u. 
