Badanie Drogi Mlecznej zapewnia nowe spojrzenie na skład naszego galaktycznego domu

Analiza sugeruje, że najgrubszy składnik dysku gwiezdnego w jądrze naszej galaktyki – przykład tego, co astronomowie nazywają galaktyką spiralną – zaczął formować się 13 miliardów lat temu, około 800 milionów lat po Wielkim Wybuchu. Kuliste halo gwiazd otaczające dysk powstało dopiero około dwa miliardy lat później.

„Nie wiedzieliśmy, że dysk poprzedza koronę” – powiedziała Amina Helmy, astronom z Uniwersytetu w Groningen w Holandii, która nie była zaangażowana w nowe badania. „Gdyby zapytać kogoś przed 2018 rokiem, powiedzieliby, że korona jest starsza”.

Badania z poprzednich dziesięcioleci wskazywały, że gwiazdy w koronie były starsze niż ich odpowiedniki w dysku. Jednak opublikowanie w 2018 r. danych zebranych przez teleskop Gaia Europejskiej Agencji Kosmicznej poddaje w wątpliwość to zrozumienie.

Dr Helmy powiedziała, że ​​była zszokowana nowymi odkryciami Drogi Mlecznej, która rozciąga się na 100 000 lat świetlnych i zawiera ogromne obłoki gazu i pyłu wraz z około 100 miliardami do 400 miliardów gwiazd i co najmniej wieloma planetami. .

Dodała, że ​​określenie wieku tych gwiazd, z których niektóre mają ponad 13 miliardów lat, jest bardzo trudne. Ale bez tych informacji astronomowie nie mogą ustalić, kiedy we wczesnej historii naszej galaktyki miały miejsce pewne wydarzenia.

Powiedział Timothy Beers, astrofizyk z Uniwersytetu Notre Dame, który napisał artykuł w Nature towarzyszący nowemu badaniu, ale nie był zaangażowany w badania.

Jeśli astronomowie mogą poznać wewnętrzną jasność lub jasność gwiazdy, a także jej temperaturę i skład chemiczny, mogą oszacować jej wiek na podstawie modeli teoretycznych, które pokazują, jak gwiazdy ewoluują w czasie zużywając paliwo wodorowe.

W nowym badaniu Maoxing Chiang i Hans-Walter Rex, dwaj astronomowie z Instytutu Astronomii im. Maxa Plancka w Niemczech, wykorzystali tę metodologię do określenia dokładnego wieku 247 104 gwiazd w wewnętrznej koronie i dysku naszej galaktyki, które znajdowały się w pewnym etap ewolucyjny. .

Chociaż jest to niewielka część szacowanej liczby gwiazd w Drodze Mlecznej, jest to 100 razy więcej niż gwiazdy używane wcześniej do datowania gwiazd tego typu.

używali Teleskop Gaia krążący wokół Słońcaktóry rejestruje ruch, położenie i odległość gwiazd, aby określić ich jasność, oraz naziemny teleskop spektrometru w Chinach do pomiaru temperatury gwiazd i składu pierwiastków.

Po określeniu wieku gwiazd autorzy badania przyjrzeli się orbitom gwiazd, aby określić, czy znajdowały się w dysku, czy w halo — gwiazdy dysku krążą wokół centrum galaktyki po orbitach półkolistych, podczas gdy gwiazdy halo nie.

Pierwsze gwiazdy, które powstały w halo zbiegły się z początkowym formowaniem się pogrubionego dysku, ale nowe badania pokazują, że większość gwiazd halo Drogi Mlecznej dołączyła do galaktyki około 11,2 miliarda lat temu – kiedy znana była mniejsza galaktyka zwana Gaia-Enceladus połączyć się z naszym krajem. Po tej fuzji zakończyło się zgromadzenie aury.

Dr Helmy powiedział, że wyniki „pokazują ponad wszelką wątpliwość, że dysk istniał w naszej galaktyce w momencie połączenia”, dodając, że istnienie dysku w tym czasie było od dawna przedmiotem dyskusji.

Dr Chiang powiedział, że ma nadzieję zbadać więcej gwiazd z szerszego obszaru naszej galaktyki. Nowe badanie dotyczyło tylko gwiazd z małego regionu otaczającego Słońce, który znajduje się około 25 000 lat świetlnych od nas Centrum Drogi Mlecznej.

Porównał swoją pracę do archeologii: „Mamy szczęście, ponieważ gwiazdy są jak skamieliny, które pomagają nam badać przeszłość galaktyki”.

Napisz do Aylin Woodward w Aylin.Woodward@wsj.com