Сақина тәрізді галактика: Сарышаянның серігі

Кіріспе

Құс жолының серік галактикасы

Ерекшеліктері

1994 жылы Родриго Ибата, Майк Ирвин және Джерри Гилмор ресми түрде ашқан Sgr dSph сол кезде Галактикамыздың ең жақын көршісі ретінде бірден танылды. (2003 жылы ашылған даулы Ұлкен Ит галактикасы шын мәнінде ең жақын көрші болуы мүмкін.) Бұл галактика Галактикамыздың ең жақын серік галактикаларының бірі болғанымен, негізгі ата-ана шоғыры Жерден Галактикалық орталықтың қарама-қарсы жағында орналасқан, сондықтан аспанның үлкен аумағын алып жатқанмен өте әлсіз. Sgr dSph галактикасы, Галактикамызбен салыстырғанда, II популяциясының жұлдыздарынан тұратын, металға кедей және көне галактика болып көрінеді. Sgr dSph-қа қатысты бейтарап сутек газы табылған жоқ. Вирджиния университеті мен Массачусетс Амхерст университетінің астрофизикалық топтары 2MASS Two Micron All Sky Infrared Survey деректерін пайдаланып, одан әрі зерттеулер жүргізіп, бүкіл иілген құрылымын анықтады. 2003 жылы инфрақызыл телескоптар мен суперкомпьютерлердің көмегімен Стивен Маевски, Майкл Скруцкий және Мартин Вайнберг жаңа жұлдыз картасын жасауға көмектесіп, фондық жұлдыздардың арасынан Сарышаян галактикасының толық пішінін, орнын және иілген түрін анықтады, бұл кішкентай галактиканың Галактикамыз жазықтығына жақын тік бұрышта орналасқанын көрсетті.

Көмбелі шоғырлар

Sgr dSph кем дегенде тоғыз шарлы шоғырға ие. Олардың бірі, M 54, оның ядросында орналасқан сияқты, ал тағы үшеуі галактиканың негізгі бөлігінде орналасқан: Терзан 7, Терзан 8 және Арп 2. Бұған қоса, Паломар 12, Уайтинг 1, NGC 2419, NGC 4147 және NGC 5634 оның кеңейтілген жұлдыздық ағындарында табылды. Дегенмен, бұл шарлы шоғырлардың саны қалыптыдан аз, ал VVV және Gaia EDR3 деректерін талдау кем дегенде жиырма шарлы шоғырды анықтады. Жаңадан ашылған шарлы шоғырлар бұрынғыларына қарағанда металлға байрақ.

Геометрия және динамика

Қазіргі траекториясына сүйенсек, Sgr dSph негізгі шоғыры келесі жүз миллион жыл ішінде Құс жолының галактикалық дискісі арқылы өтеді, ал кеңейтілген бұранда тәрізді эллипс біздің жергілікті кеңістігімізді және Құс жолының галактикалық дискісін аралап өтіп, баяу ірі галактикаға сіңірілуде, бұл Sgr dSph массасынан 10,000 есе көп. Sgr dSph негізгі шоғырының ыдырауы және оның Құс жолы ағысымен бірігуі қазірден бастап миллиард жыл ішінде аяқталуы күтілуде. Бастапқыда көптеген астрономдар Sgr dSph жойылудың кеңінен дамыған сатысына жеткенін ойлады, сондықтан оның бастапқы материясының көп бөлігі Құс жолы материясымен араласқан. Дегенмен, Sgr dSph әлі де дисперсияланған сопақша эллипс ретінде сақталып, галактикалық ядродан 50,000 жарық жылы қашықтықта Құс жолының айналасында шамамен полярлық орбитамен қозғалады. Бұл галактика Құс жолына құлағанға дейін шар тәрізді нысан болғанмен, қазір Sgr dSph жүздеген миллион жылдар бойы зор құлқын күштерінің әсерінен бөлініп жатыр. Сандық модельдеулер көрсеткендей, галактикадан жұлдыздар жұлып алынып, оның траекториясы бойында ұзын жұлдыздық ағынға таралады, олар кейін анықталды. Алайда, кейбір астрономдар Sgr dSph миллиардтар жылдар бойы Құс жолының орбитасында жүріп, оны шамамен он рет айналған деп санайды. Оның осындай күштерге қарамастан сақтала білуі, бұл галактиканың ішінде қара материяның ерекше жоғары концентрациясын көрсетеді. 1999 жылы Джонстон және авторлар тобы Sgr dSph кем дегенде бір гигажыл бойы Құс жолының орбитасында болғанын және осы уақыт ішінде оның массасы екі-үш есе азайғанын тұжырымдады. Оның орбитасы ≈13 және ≈41 кпс аралығында, 550-ден 750 миллион жылға дейінгі кезеңмен галактикалық орталыққа дейінгі арақашықтықтардың тербелуін көрсетеді. Соңғы перигалактикон шамамен 50 миллион жыл бұрын болған. Сондай-ақ 1999 жылы Цзян мен Бинни оның бастапқы массасы ≈1011 болса, 200 кпк-ден астам қашықтықта Құс жолына құлауын бастаған болуы мүмкін екенін анықтады. Оның орбитасының және Құс жолының потенциалдық өрісінің модельдерін Sgr dSph жұлдыздық қалдықтарының дұрыс қозғалысын бақылау арқылы жақсартуға болады. Бұл мәселе қазір қарқынды зерттелуде, ал есептеулерін MilkyWay@Home жобасы қолдайды. 2011 жылы жарияланған модельдеу Құс жолының спиральді құрылымы Sgr dSph-пен қайта-қайта соқтығысу нәтижесінде пайда болған болуы мүмкін екені болжанды. 2020 жылғы зерттеуде Gaia жобасынан алынған деректерге сүйеніп, Стрелец галактикасы мен Құс жолының арасындағы соқтығысулар соңғысында жұлдыздардың пайда болуының маңызды эпизодтарын тудырды деген қорытындыға келді.

Based on its current trajectory, the Sgr dSph main cluster is about to pass through the galactic disc of the Milky Way within the next hundred million years, while the extended loop shaped ellipse is already extended around and through our local space and on through the Milky Way galactic disc, and in the process of slowly being absorbed into the larger galaxy, calculated at 10,000 times the mass of Sgr dSph. The dissipation of the Sgr dSph main cluster and its merger with the Milky Way stream is expected to be complete within a billion years from now. At first, many astronomers thought that Sgr dSph had already reached an advanced state of destruction, so that a large part of its original matter was already mixed with that of the Milky Way. However, Sgr dSph still has coherence as a dispersed elongated ellipse, and appears to move in a roughly polar orbit around the Milky Way as close as 50,000 light years from the galactic core. Although it may have begun as a spherical object before falling towards the Milky Way, Sgr dSph is now being torn apart by immense tidal forces over hundreds of millions of years. Numerical simulations suggest that stars ripped out from the dwarf would be spread out in a long stellar stream along its path, which were subsequently detected. However, some astronomers contend that Sgr dSph has been in orbit around the Milky Way for some billions of years, and has already orbited it approximately ten times. Its ability to retain some coherence despite such strains would indicate an unusually high concentration of dark matter within that galaxy. In 1999, Johnston et al. concluded that Sgr dSph has orbited the Milky Way for at least one gigayear and that during that time its mass has decreased by a factor of two or three. Its orbit is found to have galactocentric distances that oscillate between ≈13 and ≈41 kpc with a period of 550 to 750 million years. The last perigalacticon was approximately fifty million years ago. Also in 1999, Jiang & Binney found that it may have started its infall into the Milky Way at a point more than 200 kpc away if its starting mass was as large as ≈1011. The models of both its orbit and the Milky Way's potential field could be improved by proper motion observations of Sgr dSph's stellar debris. This issue is under intense investigation, with computational support by the MilkyWay@Home project. A simulation published in 2011 suggested that the Milky Way may have obtained its spiral structure as a result of repeated collisions with Sgr dSph. A 2020 study concluded that collisions between the Sagittarius Dwarf Spheroidal Galaxy and the Milky Way triggered major episodes of star formation in the latter, based on data taken from the Gaia project.