Ve velmi raných dnech našeho vesmíru, před více než 13 miliardami let, existovala velmi malá struktura. Byly hvězdy a formovaly se rychlým tempem a odstartovaly to, co se nazývá Stelliferous Era. Ale obrovské, majestátní galaxie, které dnes vidíme, včetně naší galaxie Mléčná dráha, se ještě nevytvořily.
První galaxie, které se vytvořily, byly trpasličí galaxie a postupem času se spojily, aby vytvořily typy spirálních galaxií, které dnes vidíme. Astronomové vědí, že se to stalo, ale přesná časová osa Mléčné dráhy byla nejasná. Nyní nová studie publikovaná v Nature Astronomy odhalila některé detaily ve formování naší domácí galaxie.
Nová studie s názvem „Odhalení zrození Mléčné dráhy přesným hvězdným věkem s Gaiou“ vychází z údajů z kosmické lodi ESA z Gaia. Posláním Gaie je mapovat hvězdy v Mléčné dráze. Nebudou všechny mapovat, ale přesně změří polohu a pohyb jen jednoho procenta ze 100 miliard hvězd galaxie. Tento vzorek odhaluje celkový obraz galaxie.
Pohyb hvězdy je předán této hvězdě v době jejího vzniku. Gaia vytvoří 3D mapu Mléčné dráhy změřením tohoto pohybu. Tato mapa v podstatě umožňuje astronomům podívat se zpět v čase sledováním pohybu hvězdy zpět. Proto jsou data Gaia tak mocným nástrojem pro pochopení historie Mléčné dráhy.
Tým astronomů z Institututo de Astrofisica de Canarias (IAC) použil tato data k prozkoumání historie Mléčné dráhy a zjištění, jak to vypadalo v minulosti. Hlavním autorem článku je Carme Gallart, výzkumná pracovnice IAC. V tiskové zprávě Gallart řekl: „Analyzovali jsme a ve srovnání s teoretickými modely rozložení barev a velikostí (jasů) hvězd v Mléčné dráze a rozdělili je do několika složek; takzvaný hvězdný halo (sférická struktura obklopující spirálové galaxie) a tlustý disk (hvězdy tvořící disk naší Galaxie, ale zabírající určitý výškový rozsah.) “
Astronomové studovali galaktický halo Mléčné dráhy a našli tam dvě odlišné populace hvězd. V jedné z těchto populací dominují modré hvězdy. Pohyb těchto hvězd řekl astronomům, že jsou pozůstatky trpasličí galaxie, která se spojila s Mléčnou dráhou. Tato starověká trpasličí galaxie se jmenuje Gaia-Enceladus. Druhá populace v halo je tvořena červených hvězd. Historie těchto hvězd a harmonogram sloučení Mléčné dráhy / Gaia-Enceladus nebyly nikdy dobře pochopeny.
Díky misi Gaia a práci těchto astronomů získáváme lepší pochopení fúze.
"Analýza dat z Gaie nám umožnila získat rozdělení věků hvězd v obou složkách a ukázala, že tyto dvě hvězdy jsou tvořeny stejně starými hvězdami, které jsou starší než hvězdy tlustého disku," říká výzkumník IAC a spoluautor Chris Brook.
Ale to vyvolává další otázku: Pokud jsou obě populace hvězd stejné věku, jak se liší? Většinou se scvrkává na jejich metalicitu.
„Poslední kousek skládačky byl dán množstvím„ kovů “(prvků, které nejsou vodíkem nebo heliem) ve hvězdách jedné nebo druhé komponenty,“ vysvětlil Tomás Ruiz Lara, výzkumník a spoluautor IAC. "Hvězdy v modré složce mají menší množství kovů než červené složky."
Tato zjištění, s přidáním předpovědí simulací, které jsou také analyzovány v článku, umožnily vědcům dokončit historii vzniku Mléčné dráhy.
Výsledky této práce vyprávějí příběh formování hvězd a galaktického slučování a růstu, který vede k dnešní Mléčné dráze.
Tento příběh začíná před 13 miliardami let, několik stovek milionů let po Velkém třesku, kdy se hvězdy tvořily ve dvou samostatných systémech. Jedním z nich byla trpasličí galaxie Gaia-Enceladus a druhým předek naší Mléčné dráhy. Raná Mléčná dráha byla asi čtyřikrát hmotnější než trpasličí galaxie a byla tvořena mladšími hvězdami s vyšší metalicitou.
Asi před 10 miliardami let došlo k prudké kolizi mezi Gaia-Enceladus a rannou Mléčnou dráhou. Tato událost uvedla některé hvězdy z trpasličí galaxie a jiné z větší Mléčné dráhy do chaotického pohybu a nakonec vytvořily halo. Pak nastalo dlouhé období chaotických výbuchů hvězdné formace, dokud se věci neusadily asi před 6 miliardami let. Pak se plyn usadil na disku galaxie a dal nám to, čemu říkáme tenký disk.
"Dosud všechna kosmologická předpovědi a pozorování vzdálených spirálních galaxií podobných Mléčné dráze naznačují, že tato násilná fáze slučování mezi menšími strukturami byla velmi častá," vysvětluje Matteo Monelli, výzkumný pracovník IAC a spoluautor článku . "Nyní jsme byli schopni identifikovat specifičnost tohoto procesu v naší vlastní Galaxii a odhalit první fáze naší kosmické historie s bezprecedentními detaily."
Více:
- Tisková zpráva: První dny Mléčné dráhy byly odhaleny
- Článek výzkumu: Odhalení zrození Mléčné dráhy přesným hvězdným věkem s Gaiou
- Mise ESA v Gaia
