Universumin hyvin varhaisina aikoina, hieman yli 13 miljardia vuotta sitten, rakenne oli hyvin pieni. Oli tähtiä, ja ne muodostuivat nopeasti, potkaamalla niin kutsuttua Stelliferous-aikakautta. Mutta valtavia, majesteettisia galakseja, joita tänään näemme, mukaan lukien Linnunradan galaksi, ei ollut vielä muodostunut.
Ensimmäiset muodostuneet galaksit olivat kääpiögalakseja, ja ajan myötä ne sulautuivat yhteen rakentaakseen sellaisia spiraaligalakseja, joita näemme tänään. Tähtitieteilijät tietävät, että niin tapahtui, mutta Linnunradan tarkka aikataulu on ollut epäselvä. Nyt uusi Nature Astronomy -julkaisussa julkaistu tutkimus on paljastanut joitain yksityiskohtia kodimme galaksin muodostumisessa.
Uusi tutkimus, jonka otsikko on ”Linnunradan syntymän paljastaminen tarkan tähtien kautta Gaian kanssa”, perustuu ESA: n Gaian avaruusaluksen tietoihin. Gaian tehtävänä on kartoittaa tähtiä Linnunradalla. Se ei kartoita kaikkia niitä, mutta se mittaa tarkasti vain yhden prosentin galaksin 100 miljardin tähden sijainnista ja liikkeestä. Tämä näyte paljastaa kokonaiskuvan galaksista.
Tähden liike on annettu tälle sen muodostuessa. Gaia luo 3D-kartan Linnunradasta mittaamalla tämän liikkeen. Pohjimmiltaan tämä kartta antaa tähtitieteilijöille mahdollisuuden ajatella taaksepäin jäljittämällä tähden liikettä taaksepäin. Siksi Gaian tiedot ovat niin tehokas työkalu Linnunradan historian ymmärtämiseen.
Ryhmä tähtitieteilijöitä Instituto de Astrofisica de Canariasista (IAC) käytti näitä tietoja tutkiakseen Linnunradan historiaa ja selvittääkseen miltä se näytti aiemmin. Artikkelin pääkirjailija on IAC: n tutkija Carme Gallart. Gallart sanoi lehdistötiedotteessaan: ”Olemme analysoineet ja verranneet teoreettisiin malleihin tähtiä värien ja voimakkuuksien (kirkkauksien) jakautumista Linnunradalla jakamalla ne useisiin komponentteihin; ns. tähtien halo (pyöreät galaksit ympäröivä pallomainen rakenne) ja paksun levyn (tähdet, jotka muodostavat galaksiamme levyn, mutta miehittävät tietyn korkeusalueen.) "
Tähtitieteilijät ovat tutkineet Linnunradan galaktisen halogeenin ja löytäneet sieltä kaksi erillistä tähtipopulaatiota. Yhtä näistä populaatioista hallitsevat siniset tähdet. Noiden tähtien liike kertoi tähtitieteilijöille, että he ovat jäännöksiä kääpiögalaksista, joka sulautui Linnunrataan. Tuo muinainen kääpiögalaksi on nimeltään Gaia-Enceladus. Toinen halogen väestö koostuu punaisista tähdet. Näiden tähtien historiaa ja Linnunradan / Gaia-Enceladus -fuusion aikataulua ei koskaan ymmärretty.
Gaia-tehtävän ja näiden tähtitieteilijöiden työn ansiosta ymmärrämme nyt sulautumisen paremmin.
"Gaian tietojen analysointi on antanut meille mahdollisuuden saada tähteiden ikäjakauma molemmissa komponenteissa ja on osoittanut, että nämä kaksi muodostavat yhtä vanhat tähdet, jotka ovat vanhempia kuin paksun levyn tähdet", sanoo IAC: n tutkija ja kirjoittaja Chris Brook.
Mutta se herättää toisen kysymyksen: Jos molemmat tähtipopulaatiot ovat saman ikäisiä, miten ne eroavat toisistaan? Lähinnä se heilahtaa heidän metallisuuteensa.
"Palapelin viimeisen kappaleen antoi" metallien "(elementtien, jotka eivät ole vetyä tai heliumia) määrä yhden tai toisen komponentin tähdellä," selitti IAC: n tutkija ja kirjoittaja Tomás Ruiz Lara. "Sinisen komponentin tähdissä on pienempi määrä metalleja kuin punaisen komponentin."
Nämä havainnot, joihin on liitetty ennusteita simulaatioista, joita myös analysoidaan artikkelissa, ovat antaneet tutkijoille mahdollisuuden täydentää Linnunradan muodostumisen historiaa.
Tämän työn tulokset kertovat tähtien muodostumisesta ja galaktisten sulautumisesta ja kasvusta, joka johtaa nykyiseen Linnunrataan.
Tämä tarina alkaa 13 miljardia vuotta sitten, useita satoja miljoonia vuosia Ison räjähdyksen jälkeen, kun tähdet muodostuivat kahteen erilliseen järjestelmään. Yksi oli Gaia-Enceladus -kääpiögalaksi, ja toinen oli Linnunradan esivanhempi. Varhainen Linnunrata oli noin 4 kertaa massiivisempi kuin kääpiögalaksi, ja se koostui nuoremmista, korkeamman metallisuuden tähtiistä.
Noin 10 miljardia vuotta sitten Gaia-Enceladusin ja varhaisen Linnunradan välillä tapahtui väkivaltainen törmäys. Tapahtuma asetti jotkut kääpiögalaksista ja jotkut suuremmasta Linnunradasta kaoottiseen liikkeeseen, ja lopulta ne muodostivat halo. Sitten oli pitkä aika kaoottista tähtien muodostumisen puhkeamista, kunnes asiat asettuivat asumaan noin 6 miljardia vuotta sitten. Sitten kaasu laskeutui galaksin levylle ja antoi meille mitä kutsumme ohutlevyksi.
"Tähän saakka kaikki Linnunradan kaltaisten etäisten spiraal galaksioiden kosmologiset ennusteet ja havainnot osoittavat, että tämä pienten rakenteiden sulautumisen väkivaltainen vaihe oli hyvin yleistä", selittää IAC: n tutkija ja artikkelin kirjoittaja Matteo Monelli. . "Nyt olemme pystyneet tunnistamaan prosessin spesifisyyden omassa galaksissamme, paljastaen kosmisen historian ensimmäiset vaiheet ennennäkemättömillä yksityiskohdilla."
Lisää:
- Lehdistötiedote: Linnunradan alkuajat paljastuivat
- Tutkimusartikkeli: Linnunradan syntymisen paljastaminen tarkkojen tähtien kautta Gaian kanssa
- ESAn Gaia-operaatio
