Нам нічне небо може виглядати як випадкове розбризкування зірок, але астрономи дізнаються, що в деяких регіонах нашої галактики зірки збиваються на риси, схожі на Землю - потоки, хвилі, арки та гірські хребти.
Тектонічна активність створює широкий спектр особливостей Землі, але вчені не точно впевнені, що робить ці зоряні імітації Чумацьким Шляхом. Зараз дослідники випробовують винуватця, включаючи сили, що надходять за межі нашої галактики. Однак справжнім підозрюваним може бути саме Чумацький Шлях.
Вчені описують Чумацький Шлях як заборонену спіральну галактику - по суті за формою схоже на сонячне бічне яйце з розподілом зірок на вертушках. Але в менших масштабах є набагато більше деталей, що ховаються в цій галактичній топографії.
Починаючи з 2013 року, місія Європейського космічного агентства під назвою Gaia проводила перепис Чумацького Шляху, метою якого було каталогізувати понад 1 мільярд зірок. Використовуючи нові дані, оприлюднені у квітні 2018 року щодо точних вимірювань розташування зірок і переміщень зірок для додаткових 550 мільйонів об'єктів, астрономи тепер можуть досліджувати галактику з новою розмірністю.
Хоча ці галактичні дослідження виявили нові місцевості, такі як хребти та арки, вчені не змогли повністю пояснити, як утворюються зіркові структури. Команда на чолі з астрономами з університету Сіднея, Австралія, вирішила спробувати відтворити на комп'ютерних моделях деякі функції, які вони бачать у зірках.
Дослідники зосередили увагу на серії восьми хребтів Чумацького Шляху, складених один до одного, як гірський хребет. Дані Gaia показали, що на хребтах, які були засипані середнім шаром диска Чумацького Шляху, кожен зібрав колекції унікальних зірок, що виходять на вершини. Використовуючи дані іншої місії, яка аналізує склад зірок, вони помітили, що всі зірки мали елементарні композиції, схожі на сонце. Оскільки стихійна композиція може натякати на зоряний вік, це говорило їм, що ці молоді зірки не були розкидані стільки, скільки старі зірки, що допомагає зрозуміти, як утворюються хребти.
Теорії про те, як створюються такі хребти та інші особливості, поділяються на дві категорії: внутрішні та зовнішні. Деякі теорії пропонують, що внутрішні механізми галактик є ключовими для формування галактичної географії. Наприклад, гравітаційні взаємодії можуть генерувати резонансні хвилі, які створюють більші скупчення речовини з менших. Крім того, тертя між зірками, газами та пилом у галактиці може призвести до створення цих топографічних особливостей, подібно до того, як одяг у пральній машині з’єднується між собою, коли вони рухаються повз один одного в процесі очищення. Інші теорії припускають, що якась зовнішня особливість рухалася по галактиці, як інша маленька карликова галактика, і ось це зморщило зорі. (Щоб зобразити цю теорію, уявіть, що ви перетягуєте ноги, перетинаючи килим, змушуючи його згортатися.)
Команда використовувала комп’ютерне моделювання цих внутрішніх та зовнішніх процесів, щоб перевірити, чи можна розповсюдити розподіл зірок за різних умов. Вони виявили, що хребти більше узгоджуються з тими, що створюються в ізольованих регіонах за допомогою внутрішнього процесу, званого фазовим змішуванням, в якому групи зірок поступово змішуються, як ром і кокс, що перемішуються в коктейлі, через перетворення спіральних плечей з часом . Крім того, присутність молодих зірок, у яких не було стільки часу, щоб розлітатися, як у старих зірок, на хребтах також було висловлено припущення, що неподалік сили було джерелом цих особливостей. У симуляціях регіонів, які були гравітаційно вражені минулою галактикою, результати показали набагато більш високі хребти, ніж ті, що спостерігаються на Чумацькому Шляху.
Тож висота хребтів "може бути одним із способів розрізнити внутрішні та зовнішні процеси", - сказала Шоурія Ханна, астроном з Сіднейського університету та провідний автор нового документа.
Однак існують деякі обмеження. Дослідники ще не моделювали газ у своєму моделюванні, що може вплинути на результати. Дослідження знайшли докази того, що сусідня галактика колись проходила через Чумацький шлях. Це може бути такий тип зовнішньої взаємодії, який має тенденцію створювати потоки зірок, тоді як внутрішні процеси - як змішування фаз - більш відповідальні за хребти, вважає дослідження. Якщо в каталозі залишилось багато зірок, Гея, можливо, ще надасть астрономам більше підказок про сили, що формують приголомшливу географію нашої галактики.
"Регіон галактики, де зараз ми маємо багато інформації, знаходиться зовсім поруч із сонцем, але майбутні випуски Gaia повинні збільшити розміри регіону", - сказала Аліса Квіллен, астроном з Рочестерського університету, яка не брала участь у дослідження.
Вчені опублікували свої висновки в Інтернеті в журналі передруку arXiv і подали їх для публікації в журналі Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
