Due galassie nane vicine alla nostra, la Grande e la Piccola Nube di Magellano (con circa l’1% e lo 0,7% della massa stellare della Via Lattea, rispettivamente) si stanno avvicinando a noi. Nel frattempo, flussi di ammassi globulari circondano la Galassia, mostrando gli effetti di precedenti fusioni. La registrazione di fusioni ancora più antiche può essere dedotta dalle posizioni e dai moti delle stelle nell’alone stellare della Via Lattea, la distribuzione approssimativamente sferica delle stelle (circa centomila anni luce di diametro) più vecchie di circa 10-12 miliardi di anni. Andromeda, la nostra grande galassia più vicina, è circa dieci volte più lontana di queste nane; una fusione con esso è prevista tra altri cinque miliardi di anni.

La sonda Gaia è stata lanciata nel 2013 con l’obiettivo di realizzare una precisa mappa tridimensionale della Via Lattea rilevando l’1% dei suoi circa 100 miliardi di stelle. Gli astronomi del CfA Rohan Naidu, Charlie Conroy, Ana Bonaca, Rainer Weinberger, Nelson Caldwell, Sandro Tacchella, Jiwon Han e Phillip Cargile e il loro team hanno utilizzato i risultati di Gaia combinati con una nuova indagine dei confini esterni della nostra Galassia con il telescopio MMT da 6,5 m in AZ (il “H3 Survey”) per ricostruire la storia delle stelle della Via Lattea con dettagli senza precedenti al fine di determinare la natura dell’ultima fusione della Galassia.

Già prima vi erano prove convincenti che una singola galassia nana si fuse con la Via Lattea circa 8-10 miliardi di anni fa. Conosciuto come Gaia-Sausage-Encelado (GSE), ciò che rimane dell’oggetto oggi è dedotto dalle stelle nell’alone interno, dai loro moti e composizioni stellari. Ancora incerto, tuttavia, era se il GSE si fosse scontrato frontalmente con la nostra galassia, o se invece orbitasse attorno alla galassia prima di fondersi gradualmente, e se sì, come appariva quell’orbita.

Gli astronomi hanno affrontato queste domande modellando le stelle dell’alone misurate da Gaia con una serie di simulazioni numeriche con un confronto con le età e le composizioni stellari. I risultati hanno mostrato che il GSE conteneva circa mezzo miliardo di stelle e non orbitava attorno alla Via Lattea ma si avvicinava ad essa muovendosi in una direzione opposta al moto rotazionale della Galassia. Gli scienziati hanno concluso anche che circa il 50% dell’attuale alone stellare della Via Lattea e circa il 20% del suo alone di materia oscura, discendono da GSE.

La Via Lattea contiene stelle che hanno circa 13 miliardi di anni, anche se queste potrebbero essere state catturate dalla Galassia dopo la sua formazione. Con il completamento di questo studio, tuttavia, quasi l’intera crescita della Via Lattea negli ultimi dieci miliardi di anni potrà essere spiegata.