Vintergatan är inte ensam i sitt område. Den har fångat mindre galaxer i sin omloppsbana, och de två största är kända som de små och stora magellanska molnen, synliga som dubbla dammiga utstryk på södra halvklotet.

När de magellanska molnen började cirkla runt Vintergatan för miljarder år sedan, en enorm gasström känd som Magellanska strömmen slets ur dem. Bäcken sträcker sig nu över mer än hälften av natthimlen. Men astronomer har inte kunnat förklara hur strömmen blev så massiv när den är, över en miljard gånger solens massa.

Nu, astronomer vid University of Wisconsin-Madison och deras kollegor har upptäckt att en gloria av varm gas som omger de magellanska molnen sannolikt fungerar som en skyddande kokong, skyddar dvärggalaxerna från Vintergatans egen gloria och bidrar med det mesta av Magellanska strömmens massa. När de mindre galaxerna kom in i sfären för Vintergatans inflytande, delar av denna halo sträcktes och spreds för att bilda Magellanska strömmen. Forskarna publicerade sina resultat 9 september i tidskriften Natur .

"De befintliga modellerna för bildandet av Magellanska strömmen är föråldrade eftersom de inte kan redogöra för dess massa, " säger Scott Lucchini, en doktorand vid UW-Madisons fysikavdelning, tidningens första författare.

"Det är därför vi kom ut med en ny lösning som är utmärkt för att förklara strömmens massa, vilket är den mest akuta frågan att lösa, " tillägger Elena D'Onghia, en professor i astronomi vid UW-Madison som ledde forskningen.

D'Onghia samarbetade med fysiker och astronomer vid UW-Madison, Space Telescope Science Institute i Baltimore, och University of Sydney. Hon avslutade arbetet medan hon var forskare vid Flatiron Institutes Center for Computational Astrophysics i New York City.

Äldre modeller föreslog att gravitationella tidvatten och kraften från galaxerna som tryckte mot varandra bildade den magellanska strömmen ur de magellanska molnen när dvärggalaxerna kom i omloppsbana runt Vintergatan. Även om dessa modeller till stor del kan förklara bäckens storlek och form, de stod för bara en tiondel av dess massa.

Nyligen, astronomer upptäckte att de magellanska molnen är tillräckligt stora för att ha sin egen gloria, eller corona, av varm gas som omsluter dem. D'Onghia och hennes team insåg att denna corona dramatiskt skulle förändra hur strömmen bildades.

I nya simuleringar utförda av Lucchini, skapandet av Magellanska strömmen är uppdelad i två perioder. Medan de magellanska molnen fortfarande var långt borta från Vintergatan, det stora magellanska molnet tog bort gasen från sin mindre partner under miljarder år. Denna stulna gas bidrog slutligen med 10 till 20 procent av den slutliga massan av strömmen.

Senare, när molnen föll in i Vintergatans omloppsbana, koronan gav upp en femtedel av sin egen massa för att bilda Magellanska strömmen, som sträcktes över en enorm båge av himlen genom interaktioner med Vintergatans gravitation och dess egen korona.

Den nya modellen är den första som förklarar den fulla massan av Magellanska strömmen och den stora majoriteten som kommer från joniserad gas, som är mer energisk än icke-joniserad gas. Den förklarar också bättre hur strömmen antog sin trådformade form och varför den saknar stjärnor – eftersom den till stor del bildades från den stjärnfria koronan, inte dvärggalaxerna själva.

"Strömmen är ett 50-årigt pussel, " säger Andrew Fox, en av medförfattarna till studien och en astronom vid Space Telescope Science Institute, som driver rymdteleskopet Hubble. "Vi fick aldrig en bra förklaring på var det kom ifrån. Det som är riktigt spännande är att vi närmar oss en förklaring nu."

Forskarnas förslag kan nu prövas direkt. Hubble borde kunna se de tydliga signaturerna av gaskoronan som omger de magellanska molnen.

På 1990-talet en grupp astronomer vid UW-Madison hittade de första antydningarna om att de magellanska molnen kan ha en omfattande korona. Nu med en bättre förståelse för koronans inflytande på Magellanska strömmen och ett tydligt test för dess existens, det finns en chans att förklara ett halvt sekels mysterium om strömmens ursprung, ger en mer fullständig bild av vårt galaktiska område.

"Detta arbete omdefinierar vår förståelse av hur gas ansamlas på Vintergatan och bildar reservoaren för framtida stjärnbildning, " säger Joss Bland-Hawthorn, en medförfattare till tidningen och chef för Sydney Institute for Astronomy i Australien.