Przez długi czas uważano, że Droga Mleczna tworzy się stopniowo. W 1962 roku Olin Eggen, Donald Linden-Bell i Allan Sandage zaproponowali hipotezę, która stała się znana jako model ELS (nazwany tak od pierwszych liter ich nazwisk). Według niej jednorodny obłok gazu powoli obracał się w miejscu Drogi Mlecznej. Przypominała kulę i miała około 300 tysięcy lat świetlnych średnicy i składała się głównie z wodoru i helu. Pod wpływem grawitacji protogalaktyka skurczyła się i stała się płaska; w tym samym czasie jego obrót wyraźnie przyspieszył.
Model ten odpowiadał naukowcom przez prawie dwie dekady. Jednak nowe wyniki obserwacji pokazały, że Droga Mleczna nie mogła powstać tak, jak dyktowali teoretycy.
Zgodnie z tym modelem najpierw tworzy się halo, a następnie dysk galaktyczny. Jednak dysk zawiera również bardzo starożytne gwiazdy, na przykład czerwony olbrzym Arcturus, którego wiek przekracza dziesięć miliardów lat, lub liczne białe karły w tym samym wieku.
Gromady kuliste zostały znalezione zarówno w dysku galaktycznym, jak i halo, które są młodsze niż sugeruje model ELS. Oczywiście zostały później wchłonięte przez naszą Galaktykę.
Wiele gwiazd w halo obraca się w innym kierunku niż Droga Mleczna. Być może oni również byli kiedyś poza Galaktyką, ale potem zostali wciągnięci w ten „gwiezdny wir” - jak przypadkowy pływak w wirze.
W 1978 roku Leonard Searle i Robert Zinn zaproponowali własny model formowania Drogi Mlecznej. Została wyznaczona jako „model SZ”. Teraz historia Galaktyki stała się znacznie bardziej skomplikowana. Do niedawna jej młodość w umysłach astronomów opisywana była tak prosto, jak w opinii fizyków - prostoliniowy ruch translacyjny. Mechanika tego, co się działo, była wyraźnie widoczna: była jednorodna chmura; składał się tylko z równomiernie rozprowadzonego gazu. Nic, przez swoją obecność, nie komplikowało obliczeń teoretyków.
Teraz zamiast jednej ogromnej chmury w wizjach naukowców pojawiło się jednocześnie kilka małych, fantazyjnie rozproszonych chmur. Wśród nich były gwiazdy; jednak znajdowały się one tylko w aureoli. Wszystko wewnątrz aureoli kipiało: zderzyły się chmury; masy gazów zmieszano i zagęszczono. Z biegiem czasu ta mieszanina utworzyła galaktyczny dysk. Zaczęły się w nim pojawiać nowe gwiazdy. Jednak ten model został później skrytykowany.
Nie można było zrozumieć, co łączyło halo i dysk galaktyczny. Ten gęstniejący dysk i rzadka gwiezdna otoczka wokół niego miały niewiele wspólnego. Już po stworzeniu modelu przez Searle i Zinn okazało się, że halo obraca się zbyt wolno, by utworzyć dysk galaktyczny. Sądząc po rozmieszczeniu pierwiastków chemicznych, te ostatnie powstały z gazu protogalaktycznego. Wreszcie moment pędu dysku okazał się dziesięciokrotnie większy niż halo.
Film promocyjny:
Sekret polega na tym, że oba modele zawierają ziarno prawdy. Problem w tym, że są one zbyt proste i jednostronne. Oba wydają się być teraz fragmentami tej samej receptury, według której powstała Droga Mleczna. Eggen i jego koledzy przeczytali kilka linijek z tego przepisu, Searle i Zinn kilka innych. Dlatego próbując wyobrazić sobie historię naszej Galaktyki, od czasu do czasu zauważamy znajome linie, już raz przeczytane.
Więc wszystko zaczęło się wkrótce po Wielkim Wybuchu. „Obecnie powszechnie przyjmuje się, że wahania gęstości ciemnej materii dały początek pierwszym strukturom - tak zwanym ciemnym aureolom. Dzięki sile grawitacji struktury te nie rozpadły się”- zauważa niemiecki astronom Andreas Burkert, autor nowego modelu narodzin Galaktyki.
Ciemne aureole stały się embrionami - jądrami - przyszłych galaktyk. Gaz gromadził się wokół nich pod wpływem grawitacji. Nastąpiło jednorodne załamanie, jak to opisuje model ELS. W ciągu 500-1000 milionów lat po Wielkim Wybuchu gromady gazu otaczające ciemne aureole stały się „inkubatorami” gwiazd. Powstały tu małe protogalaktyki. Pierwsze gromady kuliste pojawiły się w gęstych obłokach gazu, bo gwiazdy rodziły się tu setki razy częściej niż gdziekolwiek indziej. Protogalaktyki zderzały się i łączyły ze sobą - tak powstały duże galaktyki, w tym nasza Droga Mleczna. Dziś otacza go ciemna materia i halo pojedynczych gwiazd i ich gromad kulistych, te ruiny wszechświata, którego wiek przekracza 12 miliardów lat.
W protogalaktykach było wiele bardzo masywnych gwiazd. W mniej niż kilkadziesiąt milionów lat większość z nich eksplodowała. Te eksplozje wzbogaciły chmury gazu w ciężkie pierwiastki chemiczne. Dlatego gwiazdy nie narodziły się w dysku galaktycznym, jak w halo - zawierały setki razy więcej metali. Ponadto eksplozje te generowały potężne galaktyczne wiry, które podgrzewały gaz i usuwały go z protogalaktyk. Nastąpiło oddzielenie mas gazowych i ciemnej materii. To był najważniejszy etap formowania się galaktyk, nieuwzględniony wcześniej w żadnym modelu.
Tymczasem ciemne aureole coraz częściej zderzały się ze sobą. W tym przypadku protogalaktyki rozciągnęły się lub rozpadły. Te katastrofy przypominają łańcuchy gwiazd, które zachowały się w halo Drogi Mlecznej od czasów „młodości”. Badając ich lokalizację, można ocenić wydarzenia, które miały miejsce w tamtej epoce. Stopniowo z tych gwiazd uformowała się ogromna kula - halo, które widzimy. Gdy ostygła, przedostały się do niej chmury gazu. Ich pęd został zachowany, więc nie zapadły się w jeden punkt, ale utworzyły obracający się dysk. Wszystko to wydarzyło się ponad 12 miliardów lat temu. Gaz został teraz sprężony, jak opisano w modelu ELS.
W tym czasie tworzy się również „wybrzuszenie” Drogi Mlecznej - jej środkowa część przypomina elipsoidę. Bulge składa się z bardzo starych gwiazd. Oczywiście powstał on w wyniku połączenia największych protogalaktyk, które najdłużej utrzymywały chmury gazu. Wśród nich były gwiazdy neutronowe i maleńkie czarne dziury - pozostałości po wybuchających supernowych. Połączyły się ze sobą, jednocześnie pochłaniając strumienie gazu. Być może tak narodziła się ogromna czarna dziura, która znajduje się teraz w centrum naszej Galaktyki.
Historia Drogi Mlecznej jest znacznie bardziej chaotyczna niż wcześniej sądzono. Nasza domowa Galaktyka, imponująca nawet jak na kosmiczne standardy, powstała po serii uderzeń i fuzji - po serii kosmicznych katastrof. Ślady tych dawnych wydarzeń można znaleźć do dziś.
Na przykład nie wszystkie gwiazdy w Drodze Mlecznej krążą wokół centrum galaktyki. Oczywiście przez miliardy lat swojego istnienia nasza Galaktyka „połknęła” wielu towarzyszy podróży. Co dziesiąta gwiazda w galaktycznym halo ma mniej niż 10 miliardów lat. Do tego czasu Droga Mleczna już się uformowała. Być może są to pozostałości niegdyś zdobytych galaktyk karłowatych. Grupa brytyjskich naukowców z Astronomical Institute (Cambridge), kierowana przez Gerarda Gilmoura, obliczyła, że Droga Mleczna najwyraźniej pochłonęła od 40 do 60 galaktyk karłowatych typu Karin.
Ponadto Droga Mleczna przyciąga ogromne masy gazu. Tak więc w 1958 roku holenderscy astronomowie zauważyli wiele małych plamek w halo. W rzeczywistości okazały się chmurami gazowymi, które składały się głównie z atomów wodoru i pędziły w kierunku dysku galaktycznego.
Nasza Galaktyka nie osłabi w przyszłości swojego apetytu. Oczywiście pochłonie najbliższe nam galaktyki karłowate - Piec, Karinę i być może Sekstanę, a następnie połączy się z mgławicą Andromedy. Wokół Drogi Mlecznej - ten nienasycony „gwiezdny kanibal” - stanie się jeszcze bardziej opuszczony.