Astronomové konečně pozorovali něco, co bylo předpovězeno, ale nikdy nebylo vidět: proud hvězd spojující dva Magellanovy mraky. Začali tak odhalovat záhadu kolem Velkého Magellanova mračna (LMC) a Malého Magellanova mračna (SMC). A to vyžadovalo mimořádnou pravomoc observatoře Evropské kosmické agentury (ESA) Gaia.
Velké a malé magellanské mraky (LMC a SMC) jsou trpasličí galaxie na Mléčnou dráhu. Tým astronomů vedený skupinou na University of Cambridge se zaměřil na mraky a na jeden konkrétní typ velmi staré hvězdy: RR Lyrae. RR Lyrae hvězdy jsou pulzující hvězdy, které byly kolem od raných dnů Cloudů. Mraky bylo obtížné studovat, protože se široce rozrůstají, ale jedinečný Gaiaův pohled na celou oblohu to usnadnil.
Magellanova mračna jsou trochu záhadou. Astronomové chtějí vědět, zda se na ně vztahuje naše konvenční teorie formování galaxií. Aby to zjistili, potřebují vědět, kdy se Clouds poprvé přiblížil k Mléčné dráze a jaká byla jejich hmotnost v té době. Tým Cambridge odhalil některá vodítka, která by pomohla vyřešit toto tajemství.
Tým použil Gaia k detekci RR Lyrae hvězd, což jim umožnilo vysledovat rozsah LMC, což bylo obtížné udělat, dokud Gaia nepřišla. Kolem LMC našli halo s nízkou svítivostí až 20 stupňů. Aby LMC držel hvězdy tak daleko, že by to muselo být mnohem masivnější, než se dříve myslelo. Ve skutečnosti by LMC mohla mít až 10 procent hmotnosti, kterou má Mléčná dráha.
To pomohlo astronomům odpovědět na hromadnou otázku, ale aby skutečně porozuměli LMC a SMC, potřebovali vědět, kdy mraky dorazily k Mléčné dráze. Sledování oběžné dráhy satelitní galaxie je však nemožné. Pohybují se tak pomalu, že lidský život je ve srovnání s nimi nepatrný. Díky tomu je jejich orbita v podstatě nepozorovatelná.
Ale astronomové dokázali najít další nejlepší věc: často předpovídaný, ale nikdy pozorovaný hvězdný proud nebo most hvězd, táhnoucí se mezi dvěma mraky.
Hvězdný proud se vytvoří, když satelitní galaxie pocítí gravitační tah jiného těla. V tomto případě gravitační tah LMC umožnil jednotlivým hvězdám opustit SMC a přitáhnout se k LMC. Hvězdy neodcházejí najednou, odcházejí jednotlivě v průběhu času a vytvářejí proud nebo most mezi oběma těly. Tato akce zanechává v průběhu času světelnou stopu jejich cesty.
Astronomové za touto studií si myslí, že most má ve skutečnosti dvě složky: hvězdy zbavené SMC LMC a hvězdy zbavené LMC Mléčnou dráhou. Tento most hvězd RR Lyrae jim pomáhá pochopit historii interakcí mezi všemi třemi těly.
Poslední interakce mezi Cloudy byla asi před 200 miliony let. V té době Cloudy procházely blízko sebe. Tato akce netvořila jeden, ale dva mosty: jeden z hvězd a jeden z plynu. Měřením offsetu mezi hvězdným mostem a plynovým mostem doufají, že zúží hustotu korony plynu obklopující Mléčnou dráhu.
Hustota Galaktické korony Mléčné dráhy je druhým tajemstvím, které astronomové doufají vyřešit pomocí observatoře Gaia.
Galaktická korona je tvořena ionizovaným plynem o velmi nízké hustotě. To velmi ztěžuje pozorování. Ale astronomové to intenzivně zkoumali, protože si myslí, že korona by mohla skrýt většinu chybějících baryonických látek. Všichni slyšeli o temné záležitosti, záležitosti, která tvoří 95% hmoty ve vesmíru. Dark Matter je něco jiného než normální záležitost, která tvoří známé věci jako hvězdy, planety a nás.
Dalších 5% hmoty jsou baryonická hmota, známé atomy, o kterých se všichni učíme. Můžeme však představovat pouze polovinu 5% baryonické hmoty, o které si myslíme, že musí existovat. Zbytek se nazývá chybějící baryonická hmota a astronomové si myslí, že je to pravděpodobně v galaktické koroně, ale nedokázali to změřit.
Porozumění hustotě Galaktické korony přispívá zpět k pochopení Magellanových mračen a jejich historie. Je to proto, že mosty hvězd a plynu, které se tvořily mezi Malým a Velkým Magellanovým mračnem, se zpočátku pohybovaly stejnou rychlostí. Když se však přiblížili k Mléčné dráze, koróna vyvíjela hvězdy a plyn. Protože hvězdy jsou malé a husté vzhledem k plynu, cestovaly koronou beze změny jejich rychlosti.
Ale plyn se choval jinak. Plyn byl z velké části neutrální vodík a velmi rozptýlený a jeho setkání s koronem Mléčné dráhy ji značně zpomalilo. To vytvořilo posun mezi dvěma proudy.
Tým porovnával aktuální umístění proudů plynu a hvězd. Zohledněním hustoty plynu a také toho, jak dlouho oba Cloudy byly v koroně, by pak mohly odhadnout hustotu samotné korony.
Když tak učinili, jejich výsledky ukázaly, že chybějící baryonickou hmotu je možné započítat do korony. Nebo alespoň jeho podstatná část. Jaký je konečný výsledek této práce?
Vypadá to, že celá tato práce potvrzuje, že jak Velký, tak Malý Magellanův mrak odpovídají naší konvenční teorii formování galaxií.
Záhada vyřešena. Cesta, věda.
