Ett internationellt team av astronomer har upptäckt en uråldrig och dramatisk frontalkollision mellan Vintergatan och ett mindre föremål, kallad "korv"-galaxen. Den kosmiska kraschen var en avgörande händelse i Vintergatans tidiga historia och omformade strukturen i vår galax, skapar både dess inre utbuktning och dess yttre gloria, astronomerna rapporterar i en serie nya tidningar.

Astronomerna föreslår att för cirka 8 miljarder till 10 miljarder år sedan, en okänd dvärggalax slog in i vår egen Vintergatan. Dvärgen överlevde inte nedslaget:den föll snabbt isär, och vraket är nu runt omkring oss.

"Kollisionen slet dvärgen i sönder, lämnar sina stjärnor i mycket radiella banor" som är långa och smala som nålar, sa Vasily Belokurov från University of Cambridge och Center for Computational Astrophysics vid Flatiron Institute i New York City. Stjärnornas vägar tar dem "mycket nära mitten av vår galax. Detta är ett tecken på att dvärggalaxen kom in i en riktigt excentrisk bana och dess öde var beseglat."

De nya tidningarna i Månatliga meddelanden från Royal Astronomical Society , The Astrophysical Journal Letters och arXiv.org beskriver de framträdande dragen i denna extraordinära händelse. Flera av tidningarna leddes av Cambridge doktorand GyuChul Myeong. Han och kollegor använde data från Europeiska rymdorganisationens Gaia-satellit. Denna rymdfarkost har kartlagt stjärninnehållet i vår galax, registrerar stjärnornas resor när de färdas genom Vintergatan. Tack vare Gaia, astronomer känner nu till positionerna och banorna för våra himmelska grannar med oöverträffad noggrannhet.

Stjärnornas vägar från den galaktiska sammanslagningen gav dem namnet "Gaia-korven, " förklarade Wyn Evans från Cambridge. "Vi ritade upp stjärnornas hastigheter, och korvformen hoppade precis ut på oss. När den mindre galaxen bröts upp, dess stjärnor kastades på mycket radiella banor. Dessa korvstjärnor är det som är kvar av Vintergatans sista stora sammanslagning."

Vintergatan fortsätter att kollidera med andra galaxer, som den ynkliga Skyttens dvärggalax. Dock, korvgalaxen var mycket mer massiv. Dess totala massa i gas, stjärnor och mörk materia var mer än 10 miljarder gånger vår sols massa. När korven kraschade in i den unga Vintergatan, dess genomträngande bana orsakade mycket kaos. Vintergatans skiva var förmodligen uppblåst eller till och med sprucken efter nedslaget och skulle ha behövt växa igen. Och korvskräp var utspridda runt om i Vintergatans inre delar, skapar "utbuktningen" i galaxens centrum och den omgivande "stjärngloria".

Numeriska simuleringar av den galaktiska mashupen kan återskapa dessa egenskaper, sa Denis Erkal från University of Surrey. I simuleringar som drivs av Erkal och kollegor, stjärnor från korvgalaxen går in i utsträckta banor. Banorna förlängs ytterligare av den växande Vintergatans skiva, som sväller och blir tjockare efter kollisionen.

Bevis på denna galaktiska ombyggnad ses i vägarna för stjärnor som ärvts från dvärggalaxen, sa Alis Deason från Durham University. "Sausage-stjärnorna vänder sig alla runt på ungefär samma avstånd från galaxens centrum." Dessa U-svängar gör att densiteten i Vintergatans stjärngloria minskar dramatiskt där stjärnorna vänder i riktningar. Denna upptäckt var särskilt glädjande för Deason, som förutspådde denna orbitala pileup för nästan fem år sedan. Det nya verket förklarar hur stjärnorna föll i så smala banor från början.

Den nya forskningen identifierade också minst åtta stora, sfäriska klumpar av stjärnor som kallas klothopar som fördes in i Vintergatan av korvgalaxen. Små galaxer har i allmänhet inga egna klothopar, så korvgalaxen måste ha varit tillräckligt stor för att vara värd för en samling kluster.

"Medan det har funnits många dvärgsatelliter som fallit på Vintergatan under dess liv, detta var den största av dem alla, " sa Sergey Koposov från Carnegie Mellon University, som har studerat korvstjärnornas och klothoparnas kinematik i detalj.