Yötaivas voi näyttää meille kuin satunnainen tähtien roiskuminen, mutta tähtitieteilijät oppivat, että joillain galaksiamme alueilla tähdet ovat ryhmittyneet piirteisiin, jotka muistuttavat maapallon ominaispiirteitä - puroja, aaltoja, kaaria ja vuoristoratoja.
Tektoninen toiminta luo maapallon monenlaisia piirteitä, mutta tutkijat eivät ole aivan varmoja siitä, mikä tekee niistä tähtimitimeistä Linnunradalla. Nyt tutkijat kokeilevat syyllistä, mukaan lukien joukot, jotka tulevat galaksiamme ulkopuolelta. Todellinen epäilty voi kuitenkin olla vain Linnunrata.
Tutkijat kuvaavat Linnunrataa esteettömänä, kierregalaksina - olennaisesti muotoiltuna aurinkoisella puolella olevaksi munaksi, jolla on tähtipyörän jako. Mutta pienemmässä mittakaavassa tässä galaktisessa topografiassa on paljon enemmän yksityiskohtia.
Vuodesta 2013 lähtien Euroopan avaruusjärjestön Gaia-niminen operaatio on järjestänyt Linnunradan väestönlaskentaa, jonka tavoitteena on luetteloida yli miljardi tähteä. Tähtitieteilijät voivat nyt tutkia galaksia uudella ulottuvuudella käyttämällä huhtikuussa 2018 julkaistua uutta tietoa tähtien sijainnin ja liikkeiden tarkista mittauksista vielä 550 miljoonalla kohteella.
Vaikka nämä galaktiset tutkimukset ovat paljastaneet uusia maastoja, kuten harjuja ja kaaria, tutkijat eivät ole kyenneet selittämään täysin, kuinka tähtirakenteet muodostuvat. Australian Sydneyn yliopiston tähtitieteilijöiden johtama ryhmä päätti yrittää uudelleen luoda tietokonemalleissa joitain ominaisuuksia, joita he näkevät tähdellä.
Tutkijat keskittyivät Linnunradan kahdeksan harjanteen sarjaan, jotka on taitettu toistensa rinnalle kuin vuoristo. Gaian tiedot osoittivat, että harjanteet, jotka oli kerrostettu yhdessä Linnunradan levyn keskikerrokseen, jokaisella oli kokoelmat ainutlaatuisia tähtiä, jotka kiinnittivät huippunsa. Käyttäen toista tehtävää, joka analysoi tähtijen koostumusta, he huomasivat, että kaikilla tähtiillä oli alkuainekoostumuksia, jotka olivat samanlaisia kuin aurinko. Koska alkuainekoostumus voi vihjata tähtien iässä, tämä kertoi heille, että nämä nuoret tähdet eivät ole hajottuneet niin paljon kuin vanhemmat tähdet olivat, mikä auttaa ymmärtämään harjanteiden muodostumista.
Teoriat tällaisten harjanteiden ja muiden ominaisuuksien luomisesta jakautuvat kahteen luokkaan: sisäiset ja ulkoiset. Jotkut teoriat ehdottavat, että galaktisten sisäiset mekanismit ovat avainasemassa galaktisen maantieteen muodostamisessa. Esimerkiksi gravitaatiovuorovaikutukset voivat tuottaa resonanssiaaltoja, jotka luovat suurempia ainekokoja pienemmistä. Tähtien, kaasujen ja pölyn välinen kitka galaksissa voi vaihtoehtoisesti johtaa näiden topografisten piirteiden luomiseen, aivan kuten pesukoneessa olevat vaatteet takertuvat liikkuessaan toistensa yli puhdistusprosessissa. Muut teoriat ehdottavat, että jokin ulkoinen ominaisuus siirtyi galaksin läpi, kuten toinen pieni kääpiögalaksi, ja se rypisti tähtiä. (Kuvaillaksesi tätä teoriaa, kuvittele vetämällä jalkasi ylittäessään mattoa, jolloin se taittuu.)
Ryhmä käytti näiden sisäisten ja ulkoisten prosessien tietokonesimulaatioita nähdäkseen, voisiko tähtijen jakauma luoda uudelleen eri olosuhteissa. He havaitsivat, että harjanteet vastaavat paremmin eristettyjen alueiden sisäisiä vaihe-sekoitusprosessin avulla syntyviä harjuja, joissa tähtiryhmät sekoittuvat vähitellen, kuten rommia ja koksia sekoitettuna cocktailissa, spiraalivarren morfisoitumisen vuoksi ajan myötä. . Lisäksi nuorten tähtien läsnäolo, joilla ei ole ollut yhtä paljon aikaa hajottaa kuin vanhemmilla tähtiillä, harjanteiden mukaan lähistöllä oli voima. Alueiden simuloinnissa, joihin ohimenevä galaksi oli kohdistanut painovoimaa, tulokset osoittivat paljon korkeampia harjuja kuin Linnunradalla nähneet.
Joten harjanteiden korkeus "saattaa olla yksi tapa erottaa sisäiset ja ulkoiset prosessit", sanoi Sydneyn yliopiston tähtitieteilijä Shourya Khanna ja johtava kirjailija uudessa lehdessä.
On kuitenkin vielä joitain rajoituksia. Tutkijoiden ei ole vielä mallinnettu kaasua simuloinnissaan, mikä voi vaikuttaa tuloksiin. Tutkimuksissa on löydetty näyttöä siitä, että lähellä oleva galaksi kulki kerran Linnunradan läpi. Tämän tyyppinen ulkoinen vuorovaikutus voi yleensä johtaa tähtivirtoihin, kun taas sisäiset prosessit - kuten vaihesekoitus - ovat vastuussa harjuista, tutkimus ehdottaa. Koska monia tähtiä on jäljellä luetteloon, Gaia saattaa silti antaa tähtitieteilijöille enemmän johtolankoja voimista, jotka muodostavat galaksiamme upea maantiede.
"Galaktian alue, josta meillä on tällä hetkellä paljon tietoa, on melko lähellä aurinkoa, mutta tulevien Gaian julkaisujen tulisi pidentää alueen kokoa", sanoi Rochesterin yliopiston tähtitieteilijä Alice Quillen, joka ei ollut mukana opiskella.
Tutkijat julkaisivat havaintonsa verkossa preX-lehdessä arXiv, ja ovat lähettäneet ne julkaistavaksi kuukausittaisessa ilmoituksessa Royal Astronomical Society -lehdessä.
