Enligt de senaste kosmologiska modellerna, stora spiralgalaxer som Vintergatan växte genom att absorbera mindre galaxer, genom en sorts galaktisk kannibalism. Bevis för detta ges av mycket stora strukturer, tidvattenstjärnströmmarna, som observeras runt dem, som är resterna av dessa satellitgalaxer. Men den fullständiga historien om de flesta av dessa fall är svåra att studera, eftersom dessa flöden av stjärnor är mycket svaga, och endast resterna av de senaste sammanslagningarna har upptäckts.

En studie ledd av Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), med deltagande av Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), har gjort detaljerade observationer av ett stort tidvattenflöde runt Sombrero-galaxen, vars märkliga morfologi ännu inte definitivt förklarats. Resultaten publiceras idag i tidskriften Månatliga meddelanden från Royal Astronomical Society ( MNRAS ).

Sombrero-galaxen (Messier 104) är en galax cirka trettio miljoner ljusår bort, som är en del av den lokala superklustern (en grupp av galaxer som inkluderar Jungfruklustret och den lokala gruppen som innehåller Vintergatan). Den har ungefär en tredjedel av Vintergatans diameter, och visar egenskaper hos båda de dominerande typerna av galaxer i universum, spiralerna och elliptikerna. Den har spiralarmar, och en mycket stor ljus central utbuktning, vilket gör att det ser ut som en hybrid av de två typerna.

"Vårt motiv för att erhålla dessa mycket djupa bilder av Sombrero-galaxen (Messier 104) var att leta efter resterna av dess sammanslagning med en mycket massiv galax. Denna möjliga kollision föreslogs nyligen på grundval av studier av stjärnpopulationen i dess märkliga halo erhållen med Hubble Space Telescope, " säger David Martínez-Delgado, en forskare vid IAA-CSIC och första författare till den artikel som rapporterade arbetet.

Observationerna med Hubble, år 2020, visade att gloria, ett vidsträckt och svagt område som omger Sombrero-galaxen, visar många stjärnor rika på metaller, grundämnen tyngre än väte och helium. Detta är en egenskap som är typisk för nya generationer av stjärnor, som normalt finns i galaxskivorna, och är ganska ovanliga i galaktiska glorier, som är befolkade av gamla stjärnor. För att förklara sin närvaro föreslog astronomer vad som kallas "en våt sammanslagning", ett scenario där en stor elliptisk galax föryngras av stora mängder gas och damm från en annan massiv galax, som gick in i bildandet av skivan som vi nu observerar.

"I våra bilder har vi inte hittat några bevis för att stödja denna hypotes, även om vi inte kan utesluta att det kunde ha hänt för flera tusen miljoner år sedan, och skräpet är helt borta vid det här laget -förklarar David Martínez-Delgado-. I vårt sökande har vi faktiskt för första gången kunnat spåra den fullständiga tidvattenströmmen som omger skivan av denna galax, och våra teoretiska simuleringar har låtit oss rekonstruera dess bildning under de senaste tre tusen miljoner åren, genom kannibalism av en satellitdvärggalax."

"Observationstekniker i dagens astrofysik behöver avancerad bildbehandling. Vår modellering av de ljusa stjärnorna runt Sombrero-galaxen, och samtidigt har haloljuset från själva galaxen gjort det möjligt för oss att avslöja denna tidvattenströms natur. Det är anmärkningsvärt att vi tack vare dessa avancerade fotometriska tekniker har kunnat göra frontlinjevetenskap med ett Messier-objekt med bara ett 18 cm (diameter) teleskop, " förklarar Javier Román, en postdoktor vid IAC och en medförfattare till studien.

Forskargruppen avvisar tanken att den stora tidvattenströmmen, känd i mer än tre decennier, kan relateras till händelsen som skapade den märkliga morfologin hos Sombrero-galaxen som, om det orsakades av en våt sammanslagning, skulle behöva samspelet mellan två galaxer med stora massor.

Arbetet har varit möjligt tack vare samarbetet mellan professionella och amatörastronomer. "Vi har samarbetat med den spanske astrofotografen Manuel Jiménez, som tog bilderna med ett robotteleskop med en diameter på 18 centimeter, och den välkände australiske astrofotografen David Malin, som upptäckte denna tidvattenström på fotografiska plattor tagna på 90-talet av förra seklet. Detta samarbete visar potentialen hos amatörteleskop att ta djupa bilder av närliggande galaxer som ger viktiga ledtrådar om processen för deras montering som pågår fram till den nuvarande epok, avslutar Martínez-Delgado.