У перші дні нашого Всесвіту, трохи більше 13 мільярдів років тому, було дуже мало структури. Були зірки, і вони формувалися швидко, починаючи те, що було відомо як "Зоряний час". Але величезні, величні галактики, які ми бачимо сьогодні, включаючи нашу галактику Чумацький Шлях, ще не сформувалися.
Перші галактики, що утворилися, були карликовими галактиками, і з часом вони об'єдналися, щоб створити типи спіральних галактик, які ми бачимо сьогодні. Астрономи знають, що так сталося, але точний графік Чумацького Шляху був незрозумілим. Зараз нове дослідження, опубліковане в Nature Astronomy, розкрило деякі деталі формування нашої домашньої галактики.
Нове дослідження під назвою "Розкриття народження Чумацького Шляху через точну зоряну епоху з Геєю" засноване на даних космічного корабля "Гея" ESA. Місія Геї - складати карту зірок у Чумацькому Шляху. Він не буде відображати їх усіх, але він точно виміряє положення та рух лише одного відсотка від 100 мільярдів зірок. Цей зразок розкриває загальну картину галактики.
Рух зірки надається цій зірці в момент її утворення. Гая створює 3D-карту Чумацького шляху шляхом вимірювання цього руху. По суті, ця карта дозволяє астрономам озиратися назад у часі, простежуючи рух зірки назад. Ось чому дані Gaia є таким потужним інструментом для розуміння історії Чумацького Шляху.
Команда астрономів з Instituto de Astrofisica de Canarias (IAC) використовувала ці дані, щоб вивчити історію Чумацького Шляху та з'ясувати, як вона виглядала в минулому. Головний автор статті - Карме Галларт, науковий співробітник ІАК. У прес-релізі Галларт сказав: "Ми проаналізували та порівняли з теоретичними моделями розподіл кольорів та величин (яскравості) зірок у Чумацькому Шляху, розділивши їх на кілька компонентів; так званий зоряний ореол (сферична структура, яка оточує спіральні галактики) та товстий диск (зірки, що утворюють диск нашої Галактики, але займають певний діапазон висоти.) "
Астрономи вивчили галактичний ореол Чумацького Шляху і виявили там дві окремі популяції зірок. В одній із таких груп населення переважають блакитні зірки. Рух цих зірок казав астрономам, що вони є залишками карликової галактики, що злилася з Чумацьким Шляхом. Ця давня карликова галактика названа Гая-Енцелад. Інше населення в ореолі складається з червоних зірок. Історія цих зірок та часова шкала злиття Чумацького Шляху / Геї-Енцелада ніколи не були добре вивчені.
Завдяки місії Gaia та роботі цих астрономів ми зараз отримуємо краще розуміння злиття.
"Аналіз даних Gaia дозволив нам отримати розподіл віків зірок в обох компонентах і показав, що ці дві форми утворюються однаково старими зірками, які старші за товсті диска", - каже дослідник IAC та співавтор Кріс Брук.
Але це ставить ще одне питання: якщо обидві популяції зірок однакового віку, чим вони відрізняються? Переважно це зводиться до їх металевості.
"Кінцевий фрагмент головоломки був наданий кількістю" металів "(елементів, які не є воднем чи гелієм) у зірках одного чи іншого компонента", - пояснив Томаш Руїс Лара, дослідник та співавтор ІАС. "Зірки в синьому компоненті мають меншу кількість металів, ніж у червоної."
Ці висновки, додавши прогнози симуляцій, які також проаналізовані у статті, дозволили дослідникам завершити історію становлення Чумацького Шляху.
Результати цієї роботи розповідають про історію утворення зірок та галактичного злиття та зростання, що призводить до сучасного Чумацького Шляху.
Ця історія починається 13 мільярдів років тому, через кілька сотень мільйонів років після Великого вибуху, коли зірки формувались у двох окремих системах. Один був карликовою галактикою Гая-Енцелад, а другий - родоначальником нашого Чумацького Шляху. Ранній Чумацький Шлях був приблизно в 4 рази масивнішим, ніж карликова галактика, і складався з молодих зірок вищої металічності.
Близько 10 мільярдів років тому сталося жорстоке зіткнення між Геєю-Енцеладом та ранньою Чумацькою дорогою. Ця подія призвела до хаотичного руху деяких зірок із карликової галактики, а деяких - із Чумацького Шляху, і, зрештою, вони утворили ореол. Тоді був довгий період хаотичних спалахів зоряного утворення, поки речі не впорядкувалися близько 6 мільярдів років тому. Потім газ оселився в диску галактики і дав нам те, що ми називаємо тонким диском.
"До цих пір усі космологічні прогнози та спостереження далеких спіральних галактик, подібних до Чумацького Шляху, свідчать про те, що ця жорстока фаза злиття між меншими структурами була дуже частою", - пояснює Маттео Монеллі, дослідник IAC та співавтор статті . "Тепер ми змогли визначити специфіку процесу в нашій власній Галактиці, виявивши перші етапи нашої космічної історії з безпрецедентними деталями".
Більше:
- Прес-реліз: Перші дні Чумацького Шляху виявили
- Стаття дослідження: Розкриття народження Чумацького Шляху через точну зоряну епоху з Геєю
- Місія ESA Gaia
