Вчені з'ясували, звідки взялися зірки гало Чумацького Шляху

Незважаючи на багато століть досліджень і спостережень, наші знання про нашій рідній галактиці Чумацький Шлях, як і раніше, містять дуже багато прогалин. До цього моменту, якщо подумати, ми більш-менш з'ясували її можливий діаметр – близько 100-180 тисяч світлових років, а також передбачувана кількість зірок, яке може становити від 100 до 400 мільярдів. У той же час протягом останніх десятиліть астрономи дуже зацікавлені в історії еволюції нашої галактики.

Наприклад, вчені вже давно шукають відповідь на питання про те, звідки з'явилося гало нашої галактики – гігантська структура із зірок, темної матерії і газу, навколишнє галактичний диск Чумацького Шляху згори і знизу. Згідно більш раннім припущеннями, це гало могло утворитися із залишків більш компактних галактик, які злилися або були поглинені Чумацьким Шляхом. Проте результати нового дослідження, проведеного міжнародною командою астрономів, вказують на те, що знаходяться в ньому зірки могли народитися всередині Чумацького Шляху, а потім були з нього викинуті.

Про своїх висновках команда, що складається з учених Австралійського національного університету, Каліфорнійського технологічного інституту, а також ряду інших навчальних і наукових установ працювала під керівництвом Маргии Бергманн з Інституту астрономії товариства Макса Планка, поділилася в журналі Nature.

Художнє уявлення галактики Чумацький Шлях

У своєму дослідженні астрономи покладалися на дані, зібрані гавайської Обсерваторії Кека, за допомогою яких вчені з'ясували особливості хімічного складу 14 зірок, що знаходяться всередині галактичного гало. Ці зірки знаходяться у двох різних частинах цього гало – зіркових сверхскоплениях Tri-And і A13, кожне з яких розташовано приблизно в 14 тисячах світлових років над і під площиною галактичного диска Чумацького Шляху.

«Аналіз хімічного складу – дуже серйозне дослідження, що дозволяє за аналогією з ДНК визначити спорідненість зірок і їх вихідну популяцію. Різні вихідні популяції, такі як галактичний диск Чумацького Шляху або його гало, карликові галактики або кульові зоряні скупчення, – всі вони мають різний хімічний склад. Тому як тільки ми зможемо з'ясувати, з чого складаються зірки, ми зможемо негайно прокласти зв'язок між ними та їх вихідними популяціями», — прокоментувала Бергман в опублікованому прес-релізі Обсерваторії Кек.

В якості додаткового джерела даних спектрів дослідники використовували Дуже великий телескоп (VLT Європейської Південної обсерваторії в Чилі. Порівнявши хімічний склад досліджуваних зірок з тими, які були виявлені всередині інших космічних структур, вчені зазначили, що їхні хімічні склади виявилися практично ідентичними. Вони виявилися схожими не тільки між собою і іншими досліджуваними групами, але ще й близько відповідали складам зірок, виявленим всередині зовнішнього диска Чумацького Шляху.

Комп'ютерна модель Чумацького Шляху і його компактного сусіда, карликової галактики Стрільця

Виходячи з цього, вчені зробили висновок, що зоряні популяції в галактичному гало спочатку утворилися всередині Чумацького Шляху, але потім мігрували в простір над та під галактичним диском. Це явище дослідники називають «галактичним виселенням». Пояснюється це тим, що зірки могли бути виштовхані іншими досить масивними карликовими галактиками, які проходили через Чумацький Шлях в минулому.

Моделювання збурень, викликаних гравітаційною взаємодією Чумацького Шляху з близькою карликовою галактикою. Показано зірки гало, положення яких враховувалася при перевірці моделі

«Вони виштовхуються з площини Чумацького Шляху, коли через нього проходить досить масивна карликова галактика. Цей прохід створює коливання, обурення, які викидають зірки з диска, вгору або вниз, в залежності від напрямку руху обуреної маси», – пояснює один з авторів роботи Джуді Коен.

360-градусна панорама Чумацького Шляху (складається з безлічі фотографій)

Дане відкриття цікаво відразу з двох причин. З одного боку, воно свідчить на користь припущення про те, що зірки, що знаходяться в галактичного гало, спочатку з'являються всередині галактичних дисків, а потім можуть бути викинуті за їх межі. З іншого – показує, що галактичний диск Чумацького Шляху і його динаміка являють собою набагато більш складні структуру і явище, ніж вважалося раніше.

«Ми довели, що ситуація з переселенням зірок на більш далекі відстані від своїх споконвічних місць у результаті впливу супутникових галактик є досить поширеним явищем. Принаймні в реаліях Чумацького Шляху. Цілком можливо, що аналогічні особливості, пов'язані з хімічним складом зірок, можуть зустрічатися і в інших галактик, що, в свою чергу, свідчитиме про універсальність таких галактичних динамічних процесів», — додає Еллісон Шеффілд, астроном з Ком'юніті коледж Ла Гуардія.

Далі астрономи планують провести спектральний аналіз додаткових зірок з сверхгрупп Tri-And і A13, а також досліджувати зоряні скупчення, розташовані ще далі від галактичного диска. Крім того, вчені хотіли б визначити маси і вік цих зірок. На основі цих даних дослідники могли б зробитиприпущення про те, коли саме відбувалося це галактичне виселення.

Подібні дослідження дозволять нам точніше розібратися в еволюції галактик. А в поєднанні з поточними зусиллями вчених по вивченню ядер галактик, а також пошуку зв'язку між розташованими в них сверхмассивными чорними дірами і звездообразованием ми поступово наближаємося до повного розуміння того, як наша Всесвіт еволюціонувала до того стану, в якому вона зараз знаходиться.