Kuten monet muutkin maailmankaikkeuden spiraal galaksit, Linnunradan galaksi koostuu kahdesta levymäisestä rakenteesta - ohutlevy ja paksu levy. Paksu levy, joka ympäröi ohutlevyn, sisältää noin 20% Linnunradan tähtiä ja sen uskotaan olevan parista vanhempi perustuen sen tähden (jolla on suurempi metallisuus) koostumukseen ja sen turvotukseen.
Äskettäisessä tutkimuksessa 38 tutkijan ryhmä, jota vetävät tutkijat Australian ARC: n huippuyksiköstä kaikkien taivaan astrofysiikan kolmiulotteisena (ASTRO-3D), käytti kuitenkin tietoja nyt eläkkeelle siirtyneistä Kepler tehtävänä mitata starquakes Linnunradan levyllä. Tämän perusteella he ovat tarkistaneet Linnunradan paksun levyn ikää koskevia virallisia arvioita, joiden mukaan he ovat noin 10 miljardia vuotta vanhoja.
Tutkimusta, joka kuvaa heidän havaintojaan - nimeltään ”K2-HERMES-tutkimus: paksun levyn ikä ja metallisuus” - ilmestyi äskettäin Kuukausittaiset ilmoitukset Royal Astronomical Society -tapahtumasta. Tutkimusryhmää johti tohtori Sanjib Sharma Sydneyn tähtitieteen instituutista ja kaikkien taivasten astrofysiikan kolmen ulottuvuuden ARC-keskuksesta (ASTRO-3D). Tutkimustyöryhmään kuuluivat jäsenet useista yliopistoista ja tutkimuslaitoksista.
Paksun levyn iän määrittämiseksi tohtori Sharma ja hänen tiiminsä käyttivät asteroseismologiana tunnettua menetelmää. Tämä koostuu tähtijäristyksien aiheuttamien tähtien värähtelyjen mittaamisesta, joissa tähdenkuorissa tapahtuu äkillisiä muutoksia, jotka ovat samanlaisia kuin maanjäristykset. Tämä prosessi antaa tutkijoille mahdollisuuden suorittaa “galaktinen arkeologia”, jossa he pystyvät katsomaan taaksepäin Linnunradan muodostumiseen (yli 13 miljardia vuotta sitten).
Kuten Dennis Stello - Uuden Etelä-Walesin yliopiston apulaisprofessori ja tutkimuksen avustaja - selitti, tämä antoi heille mahdollisuuden määrittää tähden sisäiset rakenteet:
”Järistykset luovat ääniä aallot tähtiin, jotka saavat ne soimaan tai värisemään. Tuotetut taajuudet kertovat meille asioiden tähtien sisäisistä ominaisuuksista, mukaan lukien niiden ikä. Se on vähän kuin viulun tunnistaminen Stradivariukseksi kuuntelemalla sen tuottamaa ääntä. "
On tärkeää huomata, että tähtitieteilijät eivät pysty havaitsemaan tähtien todellisia "ääniä". Sen sijaan tähden liikkeet sisätiloissa mitataan tähden kirkkauden muutosten perusteella. Aikaisemmin tähtitieteilijät olivat todenneet, että Kepler operaatio ei ollut sopusoinnussa Linnunradan rakenteen mallien kanssa - mikä ennusti, että paksulla levyllä olisi enemmän pienmassatähteitä.
Tähän asti ei ollut epäselvää, johtuuko tämä ero galaktisten mallien epätarkkuuksista vai tähteiden valintakriteerien ongelmasta. Uuden tiedon käyttö K2 Sharma ja hänen kollegansa huomasivat, että se oli entinen. Pohjimmiltaan aiemmissa galaktisissa malleissa oletettiin, että paksun levyn asuttivat matalat massat, matalat metallit.
Kuitenkin käyttämällä K2 Tohtorintutkimuksesta suorittaa uusi spektroskooppinen analyysi, tohtori Sharma ja hänen tiiminsä totesivat, että nykyisiin malleihin sisällytetty kemiallinen koostumus oli virheellinen, mikä johti epätarkkoihin arvioihin heidän ikästään. Ottaa tämän huomioon, tohtori Sharma ja hänen tiiminsä pystyivät saattamaan asteroseismin tiedot yhdenmukaisiksi galaktisten mallien ennusteiden kanssa. Kuten tohtori Sharma selitti:
”Tämä löytö tyhjentää mysteerin. Aikaisemmat tiedot tähtiä koskevasta ikäjakaumasta levyllä eivät olleet yhtä mieltä mallin kuvaamiseksi rakennetuista malleista, mutta kukaan ei tiennyt, missä virhe on - tiedoissa tai malleissa. Nyt olemme melko varmoja siitä, että olemme löytäneet sen. "
YTK: n keräämät tiedot julkaistiin sen jälkeen vuonna 2009 Kepler missio ehdotti, että paksussa levyssä oli paljon enemmän nuoria tähtiä kuin mallit ennustivat. Vaikka sitä ei ole suunniteltu ensisijaisesti astroarkeologian suorittamiseen, sen kyky mitata tähtien kirkkauden muutoksia (näennäisesti johtuen planeetan kulkeutumisesta) soveltuvat hyvin tähtijäristyksen mittaamiseen.
"Tähdet ovat vain pallomaisia instrumentteja, jotka ovat täynnä kaasua, mutta niiden värähtelyt ovat pieniä, joten meidän on tarkasteltava sitä erittäin huolellisesti", Sharma sanoi. ”Hienostuneet kirkkausmittaukset Kepler olivat ihanteellisia siihen. Teleskooppi oli niin herkkä, että se olisi pystynyt havaitsemaan auton ajovalon himmennyksen kirput kuljettaessa sen yli. ”
Nämä havainnot osoittavat, että vaikka kaksi sen reaktiopyörää epäonnistui vuonna 2013, Kepler pystyi edelleen suorittamaan arvokkaita havaintoja osana K2 kampanja. Tämän tutkimuksen tulokset ovat myös vahva osoitus asteroseismologian analyyttisestä voimasta ja sen kyvystä arvioida tähtien ikää. Lisää paljastuksia odotetaan, kun tutkijat jatkavat operaation hankkimien tietojen kaatamista ennen operaation lopettamista marraskuussa 2018.
Näiden tietojen analyysi yhdistetään NASA: n Transmission Exoplanet Survey Satellite (TESS) - keräämään uuteen tietoon - Kepler'S henkinen seuraaja, joka vei avaruuteen vain seitsemän kuukautta ennen Kepler eläkkeellä. Nämä tiedot parantavat entisestään levyllä olevien tähtijen ikäennusteita ja auttavat tähtitieteilijöitä oppimaan lisää Linnunradan muodostumisesta ja kehityksestä.
