V prvih dneh našega vesolja, pred nekaj več kot 13 milijardami let, je bilo zelo malo strukture. Tam so bile zvezde in so se hitro oblikovale, kar je začelo tisto, kar je znano kot Stelliferous Era. A ogromne, veličastne galaksije, ki jih vidimo danes, vključno z našo galaksijo Mlečna pot, se še niso oblikovale.
Prve galaksije, ki so nastale, so bile pritlikave galaksije in sčasoma so se združile, da bi ustvarile vrste spiralnih galaksij, ki jih vidimo danes. Astronomi vedo, da se je to zgodilo, vendar natančna časovna premica Mlečne poti ni bila jasna. Zdaj je nova študija, objavljena v Nature Astronomy, razkrila nekaj podrobnosti pri nastajanju naše domače galaksije.
Nova študija z naslovom "Odkrivanje rojstva Mlečne poti skozi natančno zvezdno dobo z Gaio" temelji na podatkih vesoljskega plovila Gaia, ki ga je izvajal ESA. Naloga Gia je preslikati zvezde v Mlečni poti. Vseh njih ne bo preslikalo, vendar bo natančno izmerilo položaj in gibanje le enega odstotka 100 milijard zvezd galaksije. Ta vzorec razkriva celotno sliko galaksije.
Gibanje zvezde je dodeljeno tej zvezdi v času nastanka. Gaia z merjenjem tega gibanja ustvari 3D zemljevid Mlečne poti. Ta zemljevid v bistvu omogoča astronomom, da se ozirajo nazaj v čas, tako da spremljajo gibanje zvezde nazaj. Zato so podatki Gaia tako močno orodje za razumevanje zgodovine Mlečne poti.
Skupina astronomov iz Instituto de Astrofisica de Canarias (IAC) je te podatke uporabila, da je preučila zgodovino Mlečne poti in ugotovila, kako je izgledalo v preteklosti. Glavna avtorica članka je Carme Gallart, raziskovalka IAC-a. V sporočilu za javnost je Gallart dejal: "Analizirali smo in primerjali s teoretičnimi modeli razporeditev barv in velikosti (svetlosti) zvezd na Mlečni poti in jih razdelili na več komponent; tako imenovani zvezdni halo (sferična zgradba, ki obdaja spiralne galaksije) in debel kolut (zvezde, ki tvorijo disk naše Galaksije, vendar zasedajo določen višinski razpon.) "
Astronomi so preučili galaktični halo Mlečne poti in tam našli dve različni populaciji zvezd. V eni izmed teh populacij prevladujejo modre zvezde. Gibanje teh zvezd je astronomom sporočilo, da so ostanki pritlikave galaksije, ki se je združila z Mlečno potjo. Ta starodavna pritlikava galaksija se imenuje Gaia-Enceladus. Drugo populacijo v halu sestavljajo rdeče zvezde. Zgodovina teh zvezd in časovna premica združitve Mlečne poti / Gaia-Enceladusa ni bila nikoli dobro razumljena.
Zahvaljujoč misiji Gaia in delu teh astronomov zdaj bolje razumemo združitev.
"Analiza podatkov iz Gaia nam je omogočila, da dobimo porazdelitev starosti zvezd v obeh komponentah in je pokazala, da dve tvorita enako stari zvezdi, ki sta starejši od debelih diskov," pravi raziskovalka IAC in soavtor Chris Brook.
Toda to postavlja drugo vprašanje: Če sta obe populaciji zvezd iste starosti, kako sta si različni? Večinoma se spušča do njihove kovinske lastnosti.
"Končni del sestavljanke je dobil količina" kovin "(elementov, ki niso vodik ali helij) v zvezdah ene ali druge komponente," je pojasnil Tomás Ruiz Lara, raziskovalec IAC in soavtor. "Zvezde v modri komponenti vsebujejo manjšo količino kovin kot rdeče."
Te ugotovitve so z dodajanjem napovedi simulacij, ki so prav tako analizirane v članku, omogočile raziskovalcem, da dokončajo zgodovino nastanka Mlečne poti.
Rezultati tega dela pripovedujejo zgodbo nastajanja zvezd in galaktičnega združevanja in rasti, ki ima za posledico današnjo Mlečno pot.
Ta zgodba se začne pred 13 milijardami let, nekaj sto milijonov let po velikem udaru, ko so se zvezde oblikovale v dveh ločenih sistemih. Eden je bil pritlikava galaksija Gaia-Enceladus, drugi pa je bil rod naše Mlečne poti. Zgodnja Mlečna pot je bila približno 4-krat bolj masivna kot pritlikava galaksija in so jo sestavljale mlajše zvezde višje kovinske kovine.
Pred približno 10 milijardami let je prišlo do silovitega trka med Gaia-Enceladusom in zgodnjo Mlečno potjo. Ta dogodek je nekatere zvezde iz pritlikave galaksije in nekatere z večje Mlečne poti spravil v kaotično gibanje in na koncu so oblikovali halo. Potem je bilo dolgo obdobje kaotičnih izbruhov zvezdnih tvorb, dokler se stvari niso umirile pred približno 6 milijardami let. Nato se je plin usedel v disk galaksije in nam dal tisto, čemur rečemo tanek disk.
"Doslej vse kozmološke napovedi in opazovanja oddaljenih spiralnih galaksij, podobnih Mlečni poti, kažejo, da je bila ta nasilna faza združevanja med manjšimi strukturami zelo pogosta," pojasnjuje Matteo Monelli, raziskovalec IAC in soavtor članka . "Zdaj smo uspeli prepoznati posebnosti procesa v lastni Galaksiji in razkrili smo prve stopnje naše kozmične zgodovine z neznanimi podrobnostmi."
Več:
- Sporočilo za javnost: Odkrili so se zgodnji dnevi Mlečne poti
- Članek o raziskavi: Razkrivanje rojstva Mlečne poti skozi natančno zvezdno dobo z Gaio
- ESA-jeva misija Gaia
