Solens bildning, solsystemet och det efterföljande uppkomsten av liv på jorden kan vara en följd av en kollision mellan vår galax, Vintergatan, och en mindre galax som heter Skytten, upptäckte på 1990-talet att kretsa kring vårt galaktiska hem.

Astronomer har vetat att Skytten upprepade gånger slår igenom Vintergatans skiva, när dess omloppsbana runt galaxens kärna stramas till som ett resultat av gravitationskrafter. Tidigare studier tydde på att Skytten, en så kallad dvärggalax, hade en djupgående effekt på hur stjärnor rör sig i Vintergatan. Vissa hävdar till och med att den 10 000 gånger mer massiva Vintergatans varumärkesspiralstruktur kan vara ett resultat av de minst tre kända kraschen med Skytten under de senaste sex miljarder åren.

En ny studie, baserat på data som samlats in av ESA:s galaxkartläggningskraftverk Gaia, avslöjade för första gången att Skyttens inflytande på Vintergatan kan vara ännu mer betydande. De krusningar som orsakades av kollisionerna verkar ha utlöst stora stjärnbildningsepisoder, en av dem sammanföll ungefär med tiden för solens bildande för cirka 4,7 miljarder år sedan.

"Det är känt från befintliga modeller att Skytten föll i Vintergatan tre gånger - först för ungefär fem eller sex miljarder år sedan, då för ungefär två miljarder år sedan, och slutligen för en miljard år sedan, säger Tomás Ruiz-Lara, en forskare i astrofysik vid Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) på Teneriffa, Spanien, och huvudförfattare till den nya studien publicerad i Natur astronomi .

"När vi tittade på Gaia-data om Vintergatan, vi hittade tre perioder av ökad stjärnbildning som nådde sin topp för 5,7 miljarder år sedan, 1,9 miljarder år sedan och 1 miljard år sedan, motsvarande den tid då Skytten tros ha passerat genom Vintergatans skiva."

Krusningar på vattnet

Forskarna tittade på ljusstyrkor, avstånd och färger på stjärnor inom en sfär på cirka 6500 ljusår runt solen och jämförde data med befintliga stjärnevolutionsmodeller. Enligt Tomás, föreställningen att dvärggalaxen kan ha haft en sådan effekt är väldigt vettig.

"I början har du en galax, Vintergatan, som är relativt tyst, " säger Tomás. "Efter en första våldsam epok av stjärnbildning, delvis utlöst av en tidigare sammanslagning som vi beskrev i en tidigare studie, Vintergatan hade nått ett balanserat tillstånd där stjärnor bildades stadigt. Plötsligt, du har Skytten faller in och stör jämvikten, får all tidigare stilla gas och damm inuti den större galaxen att skvalpa runt som krusningar på vattnet."

I vissa områden av Vintergatan, dessa krusningar skulle leda till högre koncentrationer av damm och gas, samtidigt som man tömmer andra. Den höga densiteten av material i dessa områden skulle då utlösa bildandet av nya stjärnor.

"Det verkar som att Skytten inte bara formade strukturen och påverkade dynamiken i hur stjärnor rör sig i Vintergatan, det har också lett till en uppbyggnad av Vintergatan, säger Carme Gallart, en medförfattare till tidningen, även av IAC. "Det verkar som att en viktig del av Vintergatans stjärnmassa bildades på grund av interaktionerna med Skytten och inte skulle existera annars."

Solens födelse

Faktiskt, det verkar möjligt att inte ens solen och dess planeter skulle ha funnits om Skyttens dvärg inte hade fastnat av Vintergatans gravitationskraft och så småningom krossat genom dess skiva.

"Solen bildades vid den tidpunkt då stjärnor bildades i Vintergatan på grund av Skyttens första passage, " säger Carme. "Vi vet inte om det speciella molnet av gas och damm som förvandlades till solen kollapsade på grund av effekterna av Skytten eller inte. Men det är ett möjligt scenario eftersom solens ålder överensstämmer med en stjärna som bildas som ett resultat av Skyttens effekt."

Varje kollision berövade Skytten på en del av dess gas och damm, lämnar galaxen mindre efter varje passage. Befintliga data tyder på att Skytten kan ha passerat genom Vintergatans skiva igen ganska nyligen, under de senaste hundra miljoner åren, och är för närvarande väldigt nära det. Faktiskt, den nya studien fann en nyligen utbrott av stjärnbildning, antyder en möjlig ny och pågående våg av stjärnfödelse.

Enligt ESA Gaia-projektforskaren Timo Prusti, så detaljerade insikter i Vintergatans stjärnbildningshistoria skulle inte vara möjliga innan Gaia, det stjärnkartande teleskopet som lanserades i slutet av 2013, vars två datasläpp under 2016 och 2018 revolutionerade studiet av Vintergatan.

"Några bestämningar av stjärnbildningens historia i Vintergatan fanns tidigare baserat på data från ESA:s tidiga 1990-tal Hipparcos-uppdrag, " säger Timo. "Men dessa observationer var fokuserade på solens omedelbara närhet. Det var inte riktigt representativt och så det kunde inte avslöja de utbrott i stjärnbildning som vi ser nu.

"Detta är verkligen första gången som vi ser en detaljerad stjärnbildningshistoria av Vintergatan. Det är ett bevis på Gaias vetenskapliga kraft som vi har sett manifesteras om och om igen i otaliga banbrytande studier under en period av bara ett par år."

"The recurrent impact of the Sagittarius dwarf on the Milky Way star formation history" av T. Ruiz-Lara et al publiceras i Natur astronomi .