З моменту зародження сучасної астрономії вчені прагнули визначити всю міру галактики Чумацький Шлях та дізнатися більше про її будову, формування та еволюцію. Згідно з сучасними теоріями, поширена думка, що Чумацький Шлях утворився незабаром після Великого вибуху (приблизно 13,51 мільярда років тому). Це було результатом того, як зібралися перші зірки та зіркові скупчення, а також накопичення газу безпосередньо з галактичного ореолу.
З того часу, як вважається, кілька галактик злилися з Чумацьким Шляхом, що спровокувало утворення нових зірок. Але згідно з новим дослідженням групи японських дослідників, наша галактика мала більш бурхливу історію, ніж вважалося раніше. За їхніми висновками, Чумацький Шлях пережив спокійну епоху між двома періодами утворення зірок, що тривали мільярди років, фактично вмираючи, перш ніж повернутися до життя знову.
Нещодавно у науковому журналі з'явилося їхнє дослідження під назвою "Утворення зірок сонячного сусідства у двох поколіннях, розділених на 5 мільярдів років". Природа. Дослідження проводило Масафумі Ногучі, астроном з Астрономічного інституту в університеті Тохоку, Японія. Використовуючи нову ідею, відому як "нарощування холодних потоків", Ногучі підрахував еволюцію Чумацького Шляху за 10 мільярдів років.
Ця ідея накопичення холодного газу вперше була запропонована Авішаєм Декелем - кафедрою теоретичної фізики Андре Айзенштадта в Єврейському університеті в Єрусалимі - та його колегами, щоб пояснити, як галактики виділяють газ із навколишнього простору під час їх утворення. Концепція двоступеневої формації також була запропонована в минулому Ювалом Бірнбоймом - старшим викладачем Єврейського університету - та його колегами, щоб пояснити утворення більш масивних галактик у нашому Всесвіті.
Однак, побудувавши модель Чумацького Шляху, використовуючи дані складу її зірок, Ногучі зробив висновок, що наша власна галактика також пережила два етапи формування зірок. Згідно з його дослідженням, історію Чумацького Шляху можна виявити, переглянувши стихійні композиції її зірок, які є результатом складу газу, з якого вони утворюються.
Дивлячись на зірки в Сонячному районі, багато астрономічних досліджень зазначили, що є дві групи, що мають різний хімічний склад. Один багатий такими елементами, як кисень, магній та кремній (альфа-елементи), а другий багатий залізом. Причиною цієї дихотомії була давня таємниця, але модель Ногучі дає можливу відповідь.
Відповідно до цієї моделі Чумацький Шлях почався, коли потоки холодних газів накопичилися в галактиці і призвели до утворення перших поколінь зірок. Цей газ містив альфа-елементи в результаті короткочасного наднову типу II - де зірка зазнає колапсу ядра в кінці свого життєвого циклу і потім вибухає - вивільняючи ці елементи в міжгалактичне середовище. Це призвело до того, що перше покоління зірок було багатим альфа-елементами.
Потім, приблизно 7 мільярдів років тому, з'явилися ударні хвилі, які нагрівали газ до високих температур. Це змусило холодний газ перестати надходити в нашу галактику, внаслідок чого утворення зірок припинилося. У нашій галактиці тривав двомільярдний період спокою. За цей час довгоживучі наднові типу Ia - які трапляються у бінарних системах, де білий карлик поступово сифонує матеріал зі свого супутника - вводив залізо в міжгалактичний газ і змінював його елементарний склад.
З часом міжгалактичний газ почав остигати, випромінюючи випромінювання, і почав надходити назад у галактику 5 мільярдів років тому. Це призвело до другого покоління утворення зірок, до якого входило наше Сонце, які були багатими залізом. Хоча двоступеневе утворення в минулому запропонувало набагато більш масивні галактики, Ногучі зміг підтвердити, що така ж картина стосується і нашого Чумацького Шляху.
Більше того, інші дослідження показали, що те саме може бути у випадку з найближчим сусідом Чумацького Шляху - Галактикою Андромедою. Коротше кажучи, модель Ногучі передбачає, що у масивних спіральних галактик спостерігається розрив у формуванні зірок, тоді як менші галактики роблять зірки постійно.
Надалі спостереження існуючих телескопів наступного покоління, ймовірно, дадуть додаткові докази цього явища та ще більше розкажуть про формування галактик. Виходячи з цього, астрономи також зможуть побудувати все більш точні моделі того, як розвивалася наша Всесвіт з часом.
