Коли ви перемішуєте вершки у вашій каві чи чаї, вир залишається однаковим чи змінюється, коли він крутиться у вашій чашці? По мірі того, як галактики формуються і крутяться, рухи і вихри можуть насправді змусити зірки рухатися всередині галактики. Давнє наукове переконання стверджує, що зірки, як правило, тусуються в тій же загальній частині галактики, де вони спочатку сформувалися. Але останнім часом деякі астрофізики сумніваються, чи це правда, і тепер нові симуляції показують, що принаймні в галактиках, подібних до нашого Чумацького Шляху, такі зірки, як Сонце, можуть мігрувати на великі відстані. Якщо це правда, це може змінити все уявлення про те, що є частини галактик - так звані зони проживання - які сприяють підтримці життя, ніж інші райони.
"Наше уявлення про масштаби зони проживання частково базується на ідеї, що певні хімічні елементи, необхідні для життя, є в деяких частинах диска галактики, а не в інших", - сказав Рок Рошакар, докторант з астрономії в університет Вашингтона. "Якщо зірки мігрують, то ця зона не може бути нерухомим місцем."
Рошакар є провідним автором статті, що описує результати симуляцій, опублікованих у виданні журналу «Астрофізичний журнал» 10 вересня. Якщо ідея заселеної зони не втримається, це змінить уявлення вчених про те, де і як може розвиватися життя в галактиці, сказав він.
Використовуючи більше 100 000 годин комп’ютерного часу на комп’ютерному кластері UW та суперкомп'ютері в Техаському університеті, вчені провели імітацію формування та еволюції галактичного диска з матеріалу, який закрутився разом через 4 мільярди років після великого удару. Дивіться імітаційне відео.
Моделювання починаються з умов близько 9 мільярдів років тому, після того, як матеріал для диска нашої галактики значною мірою зібрався, але власне формування диска ще не почалося. Вчені встановили основні параметри, які імітують розвиток Чумацького Шляху до цього моменту, але потім дозволяють імітованій галактиці розвиватися самостійно.
Якщо зірку під час її орбіти навколо центру галактики перехоплює спіральна рука галактики, вчені раніше припускали, що орбіта зірки стане більш хаотичною так само, як колесо автомобіля може коливатися після удару в вибоїну .
Однак у нових моделюваннях орбіти деяких зірок можуть бути більшими або меншими, але все ж залишаються дуже круглими після удару по масивній спіральній хвилі. Наше сонце має майже кругову орбіту, тож отримані дані означають, що коли він утворився 4,59 мільярда років тому (приблизно за 50 мільйонів років до Землі), він міг бути або ближче до центру галактики, або далі, а не на півдорозі до зовнішній край, де він зараз.
Мігруючі зірки також допомагають пояснити давню проблему хімічної суміші зірок у сусідстві з нашою Сонячною системою, яка, як відомо, давно більше змішана та розведена, ніж можна було б очікувати, якщо зірки провели все життя там, де вони народилися. Дослідники зазначають, що, зібравши зірок із дуже різних стартових місць, сусіднє сонце стало більш різноманітним та цікавим місцем.
Отримані результати ґрунтуються на кількох етапах моделювання, але вчені планують запустити діапазон моделювання з різними фізичними властивостями для створення різних видів галактичних дисків, а потім визначити, чи демонструють зірки подібну здатність мігрувати великі відстані в різних типах дискові галактики.
Джерело: Університет Вашингтона
