Noční obloha pro nás může vypadat jako náhodné stříkání hvězd, ale astronomové se učí, že v některých oblastech naší galaxie se hvězdy shlukly do prvků, které se podobají těm na Zemi - potoky, vlny, oblouky a horské hřebeny.
Tektonická aktivita vytváří širokou škálu funkcí Země, ale vědci si nejsou úplně jisti, co dělá tyto hvězdné mimiky v Mléčné dráze. Nyní vědci testují vinníka, včetně sil přicházejících z vnějšku naší galaxie. Skutečným podezřelým však může být samotná Mléčná dráha.
Vědci popisují Mléčnou dráhu jako zamřížovanou spirálovou galaxii - v podstatě tvarovanou jako slunečno-vejčité vejce s rozvětvením hvězd. Ale v menším měřítku se v této galaktické topografii skrývá mnohem více detailů.
Od roku 2013 provozuje Evropská kosmická agentura s názvem Gaia sčítání Mléčné dráhy s cílem katalogizovat více než 1 miliardu hvězd. S využitím nových dat zveřejněných v dubnu 2018 o přesných měřeních polohy a pohybu hvězd pro dalších 550 milionů objektů mohou nyní astronomové prozkoumat galaxii s novou dimenzí.
Zatímco tyto galaktické průzkumy odhalily nový terén, jako jsou tyto hřebeny a oblouky, vědci nedokázali plně vysvětlit, jak se formují hvězdné struktury. Tým vedený astronomy na University of Sydney v Austrálii se rozhodl pokusit se znovu vytvořit v počítačových modelech některé funkce, které vidí ve hvězdách.
Vědci se zaměřili na řadu osmi vyvýšenin v Mléčné dráze, které jsou složeny vedle sebe jako pohoří. Data Gaia ukázala, že hřebeny, které byly sendvičovány dohromady ve střední vrstvě disku Mléčné dráhy, měly každý z kolekcí jedinečných hvězd studujících jejich vrcholky. Při použití dat z jiné mise, která analyzuje složení hvězd, si všimli, že všechny hvězdy mají elementární složení podobné složení Slunce. Vzhledem k tomu, že elementární kompozice může nasvědčovat ve hvězdném věku, bylo jim řečeno, že tyto mladé hvězdy nebyly rozptýleny stejně jako starší hvězdy, což pomáhá pochopit, jak se hřebeny formovaly.
Teorie o tom, jak jsou takové vyvýšeniny a další prvky vytvářeny, spadají do dvou kategorií: vnitřní a vnější. Některé teorie navrhují, že mechanismy vnitřní galaxie jsou klíčem k formování galaktické geografie. Například gravitační interakce mohou generovat rezonanční vlny, které vytvářejí větší shluky hmoty z menších. Alternativně může tření mezi hvězdami, plyny a prachem v galaxii vést k vytvoření těchto topografických prvků, stejně jako se oblečení v pračce zamotá, když se pohybují kolem sebe v procesu čištění. Jiné teorie navrhují, že nějaký vnější prvek se pohyboval galaxií, jako další malá trpasličí galaxie, a to je to, co se vrásilo hvězdami. (Chcete-li si představit tuto teorii, představte si, jak si taháte nohy, zatímco přejdete kobereček a způsobíte, že se složí.)
Tým použil počítačové simulace těchto interních a externích procesů, aby zjistil, zda by rozdělení hvězd mohlo být znovu vytvořeno za různých podmínek. Zjistili, že hřebeny přesněji odpovídaly těm, které se vytvořily v izolovaných regionech vnitřním procesem zvaným fázové míchání, ve kterém se skupiny hvězd postupně mísí, jako je rum a koks, míchaný v koktejlu, v důsledku morfování spirálních ramen v průběhu času . Kromě toho přítomnost mladých hvězd, které neměly tolik času na rozptýlení jako starší hvězdy, v hřebenech také naznačovala, že zdrojem funkcí byly blízké síly. V simulacích regionů, které byly gravitačním způsobem zasaženy procházející galaxií, výsledky ukázaly mnohem vyšší hřebeny než ty, které byly vidět na Mléčné dráze.
Takže výška hřebenů „může být jedním ze způsobů, jak rozlišovat mezi vnitřními a vnějšími procesy,“ řekla Shourya Khanna, astronomka z University of Sydney a hlavní autorka nového dokumentu.
Stále však existují určitá omezení. Vědci ještě musí modelovat plyn ve své simulaci, což může ovlivnit výsledky. Výzkum našel důkazy, že blízká galaxie jednou prošla Mléčnou dráhou. Studie navrhuje, že právě tento typ vnější interakce má tendenci vytvářet proudy hvězd, zatímco vnitřní procesy - jako je fázové míchání - jsou zodpovědnější za vyvýšeniny. S mnoha hvězdami ponechanými v katalogu může Gaia ještě poskytnout astronomům více stop o silách, které formují ohromující geografii naší galaxie.
"Oblast galaxie, kde v současné době máme spoustu informací, je docela blízko slunce, ale nadcházející vydání Gaia by měla rozšířit velikost oblasti," řekla Alice Quillen, astronomka z University of Rochester, která se nezúčastnila studie.
Vědci publikovali svá zjištění online v předtištěném časopise arXiv a předložili je k publikování v časopise Monthly Notices of Royal Astronomical Society.
