Uma das características da cosmologia moderna é a descrição de como as galáxias evoluem: por meio de um processo hierárquico de colisão e fusão com outros sistemas. Em nenhum lugar do universo temos uma visão mais clara desse acúmulo do que em nossa Via Láctea. Atualmente, um de nossos vizinhos próximos, a galáxia anã Sagitário, está sendo interrompida pelas marés (uma galáxia anã tem menos de cerca de 1% da massa estelar de uma galáxia espiral normal como a Via Láctea, e muitas vezes muito menos). Duas outras anãs próximas, as Grandes e Pequenas Nuvens de Magalhães (com cerca de 1% e 0,7% da massa estelar da Via Láctea, respectivamente) estão caindo em nossa direção. Enquanto isso, fluxos de aglomerados globulares circundam a Galáxia, marcando os efeitos de fusões anteriores. O registro de fusões ainda mais antigas pode ser extraído das posições e movimentos das estrelas no halo estelar da Via Láctea, a distribuição aproximadamente esférica de estrelas (cerca de cem mil anos-luz de diâmetro) com mais de 10-12 bilhões de anos. Enquanto isso, Andrômeda, nossa grande galáxia vizinha mais próxima, está cerca de dez vezes mais distante do que esses anões; uma fusão com ela é esperada em outros cinco bilhões de anos.

A espaçonave Gaia foi lançada em 2013 com o objetivo de fazer um mapa tridimensional preciso da Via Láctea, levantando 1% de seus aproximadamente 100 bilhões de estrelas. Os astrônomos do CfA Rohan Naidu, Charlie Conroy, Ana Bonaca, Rainer Weinberger, Nelson Caldwell, Sandro Tacchella, Jiwon Han e Phillip Cargile e sua equipe usaram os resultados de Gaia combinados com uma nova pesquisa dos confins de nossa galáxia com o telescópio MMT de 6,5 m em AZ (o "H3 Survey") para reunir a história das estrelas da Via Láctea em detalhes sem precedentes, a fim de determinar a natureza da última fusão da Galáxia. A evidência já era convincente de que uma única galáxia anã se fundiu com a Via Láctea cerca de 8 a 10 bilhões de anos atrás. Conhecido como Gaia-Sausage-Enceladus (GSE), o que resta do objeto hoje é inferido das estrelas no halo interno por seus movimentos e composições estelares. Ainda incerto, no entanto, era se GSE colidiu com nossa galáxia de frente, ou se em vez disso orbitou a galáxia antes de gradualmente se fundir e, em caso afirmativo, como era essa órbita.

Os astrônomos abordaram essas questões modelando as estrelas do halo medidas de Gaia com um conjunto de simulações numéricas associadas a uma comparação com as idades e composições estelares. Eles mostram que GSE continha cerca de meio bilhão de estrelas e não orbita a Via Láctea, mas se aproxima dela movendo-se em uma direção retrógrada (ou seja, oposta ao movimento rotacional da Galáxia). Eles também concluíram que cerca de 50% do atual halo estelar da Via Láctea e cerca de 20% de seu halo de matéria escura descendem dela. A Via Láctea contém estrelas com cerca de 13 bilhões de anos, embora possam ter sido capturadas pela Galáxia após sua formação. Com a conclusão deste estudo, no entanto, quase todo o crescimento da Via Láctea nos últimos dez bilhões de anos pode ser contabilizado.

A pesquisa foi publicada no The Astrophysical Journal .