Tako kot mnoge druge spiralne galaksije v vesolju tudi Galaksijo Mlečni pot sestavljata dve strukturi podobni disku - tanek in debel disk. Debel kolut, ki ovije tanek disk, vsebuje približno 20% zvezd Mlečne poti in je po sestavi zvezd (ki imajo večjo kovinskost) in njegovi bolj naravi.
Vendar je v nedavni študiji skupina 38 znanstvenikov pod vodstvom raziskovalcev avstralskega centra odličnosti ARC za vse astrofizike neba v treh dimenzijah (ASTRO-3D) uporabila podatke zdaj že upokojenega. Kepler misija za merjenje števila zvezd na disku Mlečne poti. Na podlagi tega so pregledali uradne ocene o starosti debelega diska Mlečne poti, za katerega sklepajo, da je star približno 10 milijard let.
Študija, ki opisuje njihove ugotovitve - z naslovom "Raziskava K2-HERMES: starost in kovinost debelega diska", se je nedavno pojavila v Mesečna obvestila Royal Astronomical Society. Raziskovalno skupino je vodil dr. Sanjib Sharma z Sydneyjevega inštituta za astronomijo in ARC Center odličnosti za vse nebesne astrofizike v treh dimenzijah (ASTRO-3D) in vključeval člane z več univerz in raziskovalnih inštitutov.
Za določitev starosti debelega diska sta dr. Sharma in njegova ekipa uporabila metodo, znano kot asteroseizmologija. To vključuje merjenje nihanj zvezde, ki jih povzročajo potresi, pri katerih se skorje zvezd nenadoma premikajo, podobno kot potresi. Ta proces omogoča raziskovalcem, da izvajajo "galaktično-arheologijo", kjer so sposobni pogledati nazaj v nastanek Mlečne poti (pred več kot 13 milijardami let).
Kot je pojasnil Dennis Stello, izredni profesor na Univerzi v Novem Južnem Walesu in soavtor študije, jim je to omogočilo določitev notranjih struktur zvezde:
"Potresi ustvarjajo zvočne valove znotraj zvezd, zaradi katerih zvonijo ali vibrirajo. Proizvedene frekvence nam povedo stvari o notranjih lastnostih zvezd, vključno z njihovo starostjo. Nekako je identificirati violino kot Stradivariusa ob poslušanju zvoka. "
Pomembno je omeniti, da astronomi niso sposobni zaznati dejanskih "zvokov", ki jih ustvarjajo zvezde. Namesto tega se premiki v notranjosti zvezde merijo na podlagi sprememb v svetlosti zvezde. Pred tem so astronomi ugotavljali, da so opažanja, ki jih je vodil Kepler misija ni ustrezala modelom strukture Mlečne poti - ki so predvidevali, da bo debel disk imel več zvezd z majhno maso.
Do zdaj ni bilo jasno, ali je bilo to neskladje posledica netočnosti v galaktičnih modelih ali zaradi težave v izbirnih merilih zvezd. Uporaba novih podatkov iz K2 misije, Sharma in njegovi sodelavci so ugotovili, da je to prej. V bistvu so prejšnji galaktični modeli predpostavljali, da je debel disk naseljen z zvezdami z majhno maso in kovino.
Vendar pa z uporabo K2 Podatki o misiji za izvajanje sveže spektroskopske analize sta dr. Sharma in njegova ekipa ugotovila, da je kemijska sestava, vgrajena v obstoječe modele, napačna, kar je vodilo do netočnih ocen njihove starosti. Z upoštevanjem tega sta dr. Sharma in njegova ekipa lahko asteroseizmične podatke uskladila s tistimi, kar so napovedali galaktični modeli. Kot je pojasnil dr. Šarma:
"Ta ugotovitev razblini skrivnost ... Prejšnji podatki o porazdelitvi zvezd na disku se niso strinjali z modeli, ki so jih konstruirali za opis, vendar nihče ni vedel, kje napaka leži - v podatkih ali modelih. Zdaj smo skoraj prepričani, da smo ga našli. "
Odkar je bil predstavljen leta 2009, je podatke zbral Kepler misija je predlagala, da je na debelem disku veliko več mlajših zvezd, kot so predvidevali modeli. Čeprav ni bila zasnovana predvsem za izvajanje astroarheologije, je njegova sposobnost merjenja sprememb svetlosti zvezde (domnevno zaradi planetarnih tranzitov) dobro primerna za merjenje zvezdnih sunkov.
"Zvezde so samo sferični instrumenti, polni plina, vendar so njihove vibracije drobne, zato moramo gledati zelo previdno," je dejal Sharma. "Izjemne meritve svetlosti, ki jih je opravil Kepler bili idealni za to. Teleskop je bil tako občutljiv, da bi lahko zaznal zasenčenje avtomobilskih žarometov, ko je bolha hodila po njem. "
Te ugotovitve kažejo, da tudi potem, ko so leta 2013 odpovedali dve njegovi reakcijski kolesi, Kepler je še vedno lahko izvajal dragocena opažanja kot del svojih K2 kampanjo. Rezultati te študije so tudi močan pokazatelj analitične moči asteroseizmologije in njene sposobnosti ocenjevanja starosti zvezd. Pričakuje se več razkritij, ko bodo znanstveniki še naprej prelivali podatke, pridobljene v misiji, preden je prenehala z delovanjem novembra 2018.
Analiza teh podatkov bo združena z novimi informacijami, ki jih je zbral Nasin tranzitni satelit za anketo eksoplanetov (TESS) - KeplerDuhovnega naslednika, ki je v vesolje prišel pred sedmimi meseci Kepler upokojen. Te informacije bodo še izboljšale ocene starosti za še več zvezd znotraj diska in pomagale astronomom, da se naučijo več o nastanku in razvoju Mlečne poti.
