Den här bilden visar en översikt över hela det lilla magellanska molnet och komponerades av två bilder från Digitalized Sky Survey 2, som digitaliserade fotografiska undersökningar av natthimlen. Kredit:Davide De Martin (ESA/Hubble)
Om du står på södra halvklotet en klar natt, du kan se två lysande moln förskjutna från Vintergatan.
Dessa moln av stjärnor är Vintergatans satellitgalaxer, kallas det lilla magellanska molnet och det stora magellanska molnet, eller SMC och LMC.
Med hjälp av nysläppt data från en ny, kraftfullt rymdteleskop, University of Michigan astronomer har upptäckt att den sydöstra regionen, eller "vinge, "av det lilla magellanska molnet rör sig bort från huvuddelen av den dvärggalaxen, ger det första otvetydiga beviset på att de små och stora magellanska molnen nyligen kolliderade.
"Detta är verkligen ett av våra spännande resultat, " sa U-M professor i astronomi Sally Oey, huvudförfattare till studien. "Du kan faktiskt se att Wing är sin egen separata region som flyttar bort från resten av SMC."
Deras resultat publiceras i The Astrofysiska tidskriftsbrev .
Tillsammans med ett internationellt team, Oey och forskaren Johnny Dorigo Jones undersökte SMC för "flyktiga" stjärnor, eller stjärnor som har kastats ut från kluster inom SMC. För att observera den här galaxen använde de en färsk datarelease från Gaia, en ny, omloppsteleskop som lanserats av Europeiska rymdorganisationen.
Gaia är designat för att avbilda stjärnor om och om igen under en period på flera år för att kunna plotta deras rörelse i realtid. På det sättet, forskare kan mäta hur stjärnor rör sig över himlen.
"Vi har tittat på mycket massiva, heta unga stjärnor - de hetaste, mest lysande stjärnor, som är ganska sällsynta, " Oey sa. "Det fina med det lilla magellanska molnet och det stora magellanska molnet är att de är sina egna galaxer, så vi tittar på alla de massiva stjärnorna i en enda galax."
Pilar visar den relativa hastigheten och rörelseriktningarna i himlens plan för de 315 riktade stjärnorna i det lilla magellanska molnet. De röda och blå färgerna visar den relativa hastigheten i siktlinjen, med rött och blått som motsvarar rörelse bort från, och mot, jorden, respektive. Till vänster om den streckade linjen är "Wing"-området, visar en bulkrörelse bort från resten av galaxen. På den här bilden, norr är upp och öster till vänster. Kredit:Johnny Dorigo Jones
Att undersöka stjärnor i en enda galax hjälper astronomerna på två sätt:För det första, det ger ett statistiskt komplett urval av stjärnor i en modergalax. Andra, detta ger astronomerna ett enhetligt avstånd till alla stjärnor, som hjälper dem att mäta sina individuella hastigheter.
"Det är verkligen intressant att Gaia fick de här stjärnornas riktiga rörelser. Dessa rörelser innehåller allt vi tittar på, " sa Dorigo Jones. "Till exempel, om vi ser någon gå i kabinen på ett flygplan under flygning, rörelsen vi ser innehåller planets, samt den mycket långsammare rörelsen hos den som går.
"Så vi tog bort bulkrörelsen av hela SMC för att lära oss mer om hastigheterna hos enskilda stjärnor. Vi är intresserade av hastigheten hos enskilda stjärnor eftersom vi försöker förstå de fysiska processerna som sker i molnet."
Oey och Dorigo Jones studerar skenande stjärnor för att avgöra hur de har kastats ut från dessa kluster. I en mekanism, kallas det binära supernovascenariot, en stjärna i en gravitationsbunden, binärt par exploderar som en supernova, skjuter ut den andra stjärnan som en slangbella. Denna mekanism producerar röntgenstrålande binära stjärnor.
En annan mekanism är att en gravitationellt instabil stjärnhop så småningom skjuter ut en eller två stjärnor från gruppen. Detta kallas det dynamiska utstötningsscenariot, som producerar normala binära stjärnor. Forskarna fann ett betydande antal skenande stjärnor bland både röntgenbinärer och normala binärer, vilket indikerar att båda mekanismerna är viktiga för att stöta ut stjärnor från kluster.
När man tittar på dessa uppgifter, teamet observerade också att alla stjärnor i Wing - den sydöstra delen av SMC - rör sig i en liknande riktning och hastighet. Detta visar att SMC och LMC troligen hade en kollision för några hundra miljoner år sedan.
Studiebidragsgivare Gurtina Besla, en astronom vid University of Arizona, modellerade kollisionen mellan SMC och LMC. Hon och hennes team förutspådde för några år sedan att en direkt kollision skulle få SMC Wing-regionen att röra sig mot LMC, medan om de två galaxerna helt enkelt passerade nära varandra, vingstjärnorna skulle röra sig i en vinkelrät riktning. Istället, vingen flyttar bort från SMC, mot LMC, sa Oey, bekräftar att en direkt kollision inträffade.
"Vi vill ha så mycket information om dessa stjärnor som möjligt för att bättre begränsa dessa utstötningsmekanismer, " sa Dorigo Jones. "Alla älskar att förundras över bilder av galaxer och nebulosor som är otroligt långt borta. SMC är så nära oss, dock, att vi kan se dess skönhet på natthimlen med bara vårt blotta öga. Detta faktum, tillsammans med data från Gaia, tillåter oss att analysera de komplexa rörelserna hos stjärnor inom SMC och till och med bestämma faktorer för dess utveckling."
