Как и многие другие спиральные галактики во Вселенной, Галактика Млечный Путь состоит из двух дискообразных структур - тонкого диска и толстого диска. Толстый диск, который охватывает тонкий диск, содержит около 20% звезд Млечного Пути и считается более старшим из пары, исходя из состава его звезд (которые имеют большую металличность) и его более пушистой природы.
Однако в недавнем исследовании группа из 38 ученых во главе с исследователями из австралийского Центра передовых технологий астрофизики в трехмерном пространстве ARC (ASTRO-3D) использовала данные недавно вышедших на пенсию Kepler миссия для измерения звездных землетрясений на диске Млечного Пути. Исходя из этого, они пересмотрели официальные оценки возраста толстого диска Млечного Пути, который, по их заключению, составляет около 10 миллиардов лет.
Исследование, которое описывает их результаты - под названием «Исследование K2-HERMES: возраст и металличность толстого диска» - недавно появилось в Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества, Исследовательскую группу возглавлял д-р Санджиб Шарма из Сиднейского института астрономии и Центра передового опыта по астрофизике всех небесных тел ARC в трех измерениях (ASTRO-3D), в состав которого входили представители нескольких университетов и исследовательских институтов.
Чтобы определить возраст толстого диска, доктор Шарма и его команда использовали метод, известный как астеросейсмология. Это состоит в измерении колебаний звезды, вызванных землетрясениями, когда корки звезд претерпевают внезапные сдвиги, подобные землетрясениям. Этот процесс позволяет исследователям проводить «галактическую археологию», где они могут вовремя оглянуться на формирование Млечного Пути (более 13 миллиардов лет назад).
Как объяснил Деннис Стелло - доцент Университета Нового Южного Уэльса и соавтор исследования, это позволило им определить внутренние структуры звезды:
«Землетрясения генерируют звуковые волны внутри звезд, которые заставляют их звонить или вибрировать. Полученные частоты говорят нам о внутренних свойствах звезд, включая их возраст. Это немного похоже на определение скрипки как Страдивари, слушая звук, который она издает ».
Важно отметить, что астрономы не могут обнаружить реальные «звуки», генерируемые звездами. Вместо этого движения внутри звезды измеряются на основе изменения яркости звезды. Ранее астрономы отмечали, что наблюдения, проводимые Kepler Миссия не соответствовала моделям структуры Млечного Пути - которые предсказывали, что на толстом диске будет больше звезд с меньшей массой.
До сих пор было неясно, было ли это расхождение из-за неточностей в моделях галактик или из-за проблемы в критериях выбора звезд. Используя новые данные из K2 Миссия Шарма и его коллеги обнаружили, что это был первый. По существу, предыдущие модели галактик предполагали, что толстый диск был заселен звездами с низкой массой и низкой металличностью.
Однако, используя K2 Данные миссии для проведения нового спектрального анализа д-р Шарма и его команда определили, что химический состав, включенный в существующие модели, был неверным, что привело к неточным оценкам их возраста. Принимая это во внимание, доктор Шарма и его команда смогли привести данные об астеросейсмике в соответствие с предсказаниями галактических моделей. Как объяснил доктор Шарма:
«Это открытие проясняет загадку… Более ранние данные о распределении звезд по возрасту по звездам не соответствовали моделям, сконструированным для его описания, но никто не знал, где лежит ошибка - в данных или моделях. Теперь мы уверены, что нашли его ».
С момента запуска в 2009 году данные, собранные Kepler Миссия предположила, что на толстом диске было намного больше молодых звезд, чем предсказывали модели. Хотя он изначально не был предназначен для проведения астроархеологии, его способность измерять изменения яркости звезды (якобы из-за планетарных транзитов) хорошо подходит для измерения звездных землетрясений.
«Звезды - это просто сферические инструменты, наполненные газом, но их вибрации крошечные, поэтому мы должны смотреть очень внимательно», - сказала Шарма. «Изысканные измерения яркости, сделанные Kepler были идеальными для этого. Телескоп был настолько чувствителен, что мог бы обнаружить затемнение фары автомобиля, когда блоха прошла через него ».
Эти результаты показывают, что даже после того, как два его колеса реакции вышли из строя в 2013 Kepler был в состоянии провести ценные наблюдения как часть его K2 кампания. Результаты этого исследования также являются ярким свидетельством аналитической силы астеросейсмологии и ее способности оценивать возраст звезд. Ожидается больше откровений, поскольку ученые продолжают проливать данные, полученные миссией до того, как она прекратила свою деятельность в ноябре 2018 года.
Анализ этих данных будет объединен с новой информацией, полученной с помощью спутника для транзитной экзопланеты НАСА (TESS) - KeplerДуховный преемник, который вышел в космос всего семь месяцев назад Kepler на пенсии. Эта информация еще больше улучшит оценки возраста еще большего количества звезд на диске и поможет астрономам узнать больше о формировании и развитии Млечного Пути.
