Несмотря на тысячи лет исследований и наблюдений, астрономы многое еще не знают о Галактике Млечный Путь. В настоящее время, по оценкам астрономов, он охватывает от 100 000 до 180 000 световых лет и состоит из 100-400 миллиардов звезд. Кроме того, на протяжении десятилетий возникали нерешенные вопросы о том, как структура нашей галактики развивалась в течение миллиардов лет.
Например, астрономы давно подозревали, что галактическое гало возникло - гигантские структуры звезд, которые вращаются вокруг и под плоским диском Млечного Пути, - были образованы из обломков, оставленных позади меньшими галактиками, которые слились с Млечным путем. Но согласно новому исследованию международной группы астрономов, кажется, что эти звезды, возможно, возникли в Млечном Пути, но затем были выбиты.
Исследование недавно появилось в журнале Природа под заголовком «Две химически похожие звездные сверхплотности на противоположных сторонах плоскости диска Галактики». Исследование было проведено Маргией Бергманн, исследователем из Института астрономии им. Макса Планка, и включало членов из Австралийского национального университета, Калифорнийского технологического института и нескольких университетов.
Ради своего исследования команда опиралась на данные W.M. Обсерватория Кека для определения закономерностей химической численности 14 звезд, находящихся в галактическом гало. Эти звезды были расположены в двух различных структурах гало - Triangulum-Andromeda (Tri-And) и звездных сверхплотностях A13 - которые находятся на расстоянии около 14 000 световых лет выше и ниже диска Млечного пути.
Как объяснил Бергеман в пресс-релизе Кекской обсерватории:
«Анализ содержания химических веществ является очень мощным тестом, который позволяет, подобно сопоставлению ДНК, идентифицировать родительскую популяцию звезды. Известно, что разные родительские популяции, такие как диск или гало Млечного Пути, карликовые галактики-спутники или шаровые скопления, имеют радикально различный химический состав. Поэтому, когда мы знаем, из чего сделаны звезды, мы можем сразу связать их с их родительским населением ».
Команда также получила спектры от еще одного человека, используя Очень Большой телескоп (VLT) Европейской южной обсерватории в Чили. Сравнивая химический состав этих звезд с таковыми, обнаруженными в других космических структурах, ученые заметили, что химические составы были почти идентичны. Они не только были похожи внутри и между изучаемыми группами, они также близко соответствовали образцам звезд, обнаруженным на внешнем диске Млечного Пути.
Исходя из этого, они пришли к выводу, что это звездное население в Галактическом Гало было сформировано в Млечном Пути, но затем перемещено в места выше и ниже Галактического Диска. Это явление известно как «галактическое выселение», когда структуры отталкиваются от плоскости Млечного пути, когда массивная карликовая галактика проходит через галактический диск. Этот процесс вызывает колебания, которые выбрасывают звезды из диска, в зависимости от того, какая галактика движется.
«Колебания можно сравнить со звуковыми волнами в музыкальном инструменте», - добавил Бергеманн. «Мы называем это« звоном »в галактике Млечный Путь« галактозейсмологией », что было предсказано теоретически десятилетия назад. Теперь у нас есть самое ясное доказательство этих колебаний в диске нашей галактики, полученное до сих пор! »
Эти наблюдения стали возможными благодаря эшелле-спектрометру высокого разрешения (HiRES) на телескопе Кека. Как сказала Джуди Коэн, профессор астрономии Кейт Ван Найс в Калифорнийском технологическом институте и соавтор исследования:
«Высокая пропускная способность и высокое спектральное разрешение HIRES имели решающее значение для успеха наблюдений за звездами во внешней части Млечного Пути. Другим ключевым фактором была бесперебойная работа обсерватории Кек; хорошее наведение и плавная работа позволяют получить спектры большего количества звезд всего за несколько ночей наблюдения. Спектры в этом исследовании были получены только за одну ночь времени Кека, что показывает, насколько ценной может быть даже одна ночь ».
Эти выводы очень интересны по двум причинам. С одной стороны, это демонстрирует, что звезды гало, вероятно, возникли в Галактическом мозговом диске - более молодой части Млечного Пути. С другой стороны, это демонстрирует, что диск Млечного Пути и его динамика намного сложнее, чем считалось ранее. Как сказал Эллисон Шеффилд из Общественного колледжа LaGuardia / CUNY и соавтор статьи:
«Мы показали, что группы звезд на диске могут довольно часто перемещаться в более отдаленные области в Млечном Пути - будучи« выброшенными »вторгающейся спутниковой галактикой. Подобные химические структуры также могут быть обнаружены в других галактиках, что указывает на потенциальную галактическую универсальность этого динамического процесса ».
В качестве следующего шага астрономы планируют проанализировать спектры дополнительных звезд в плотностях Tri-And и A13, а также звезд в других звездных структурах, расположенных дальше от диска. Они также планируют определить массы и возраст этих звезд, чтобы они могли ограничить временные рамки, когда произошло это галактическое выселение.
В конце концов, похоже, что еще одно давнее предположение об эволюции галактик было обновлено. В сочетании с постоянными усилиями по исследованию ядер галактик - чтобы увидеть, как связаны их сверхмассивные черные дыры и звездообразование - мы, похоже, становимся ближе к пониманию того, как наша Вселенная эволюционировала со временем.
