Hubble analizuje początki Drogi Mlecznej badając dynamikę gwiazd w jej centrum

Credit: NASA, ESA, W. Clarkson (University of Michigan-Dearborn), and A. Calamida and K. Sahu (STScI)

Przez wiele lat astronomowie mieli prosty obraz centralnego obszaru, centralnego zgrubienia Drogi Mlecznej, jako spokojnego miejsca pełnego starych gwiazd, pierwszych mieszkańców naszej Galaktyki.

Jednak z uwagi na fakt, że wnętrze Drogi Mlecznej jest tak pełne gwiazd, zawsze ciężko było odtworzyć ruchy poszczególnych gwiazd tak, aby można było zbadać zgrubienie bardziej szczegółowo.

Najnowsza analiza około 10 000 normalnych gwiazd podobnych do Słońca zamieszkujących ten rejon pozwoliła na stwierdzenie, że sam środek galaktyki jest dynamicznym środowiskiem pełnym gwiazd w różnym wieku przelatujących obok siebie z różnymi prędkościami niczym podróżnicy na zatłoczonym lotnisku. Wnioski te opierają się na archiwalnych danych zebranych przez Kosmiczny Teleskop Hubble’a na przestrzeni dziewięciu lat.

Badanie za pomocą Hubble’a tego skomplikowanego, chaotycznego serca Drogi Mlecznej może dostarczyć nam nowych informacji o ewolucji naszej galaktyki.

Zespół badawczy kierowany prze Willa Clarksona z University of Michigan-Dearborn odkrył, że ruchy gwiazd w zgrubieniu centralnym różnią się od siebie w zależności od składu chemicznego gwiazd. Gwiazdy bogatsze w pierwiastki cięższe od wodoru i helu poruszają się mniej chaotycznie, ale krążą wokół centrum galaktyki szybciej niż starsze gwiazdy bardziej ubogie w pierwiastki ciężkie.

“Istnieje wiele teorii opisujących formowanie się naszej galaktyki i jego zgrubienia centralnego” mówi Annalisa Calamida z STScI w Balttimore, członkini zespołu badawczego Hubble’a.  “Niektórzy mówią, że zgrubienie uformowało się tuż po uformowaniu się galaktyki 13 miliardów lat temu. W tym przypadku wszystkie gwiazdy zgrubienia powinny być stare i charakteryzować się uporządkowanym ruchem. Jednak cześć badaczy skłania się ku teorii mówiącej, że zgrubienie powstało się na późniejszym etapie życia galaktyki, stopniowo ewoluując po tym jak już powstały pierwsze generacje gwiazd. W tym scenariuszu niektóre gwiazdy zgrubienia mogą być młodsze, a ich skład chemiczny wzbogacony cięższymi pierwiastkami wyrzuconymi w momencie śmierci przez poprzednie generacje gwiazd. Ich ruch także mógłby się znacząco różnić od ruchu starszych gwiazd. Gwiazdy przeanalizowane przez nas wykazują cechy obu modeli, a tym samym nasza analiza może pomóc nam w poznaniu historii zgrubienia centralnego Drogi Mlecznej”.

Credit: NASA, ESA, and Z. Levay (STScI)

Astronomowie podzielili gwiazdy pod względem ich składu chemicznego a następnie porównali ruchy każdej z tych grup. Skład chemiczny gwiazdy ustalono na podstawie analizy ich barw i podzielono je na dwie główne grupy względem obfitości żelaza. Okazało się, że chemicznie wzbogacone gwiazdy poruszają się dwukrotnie szybciej niż pozostałe.

“Analizując dziewięć lat danych archiwalnych i udoskonalając nasze techniki analizy udało nam się wyraźnie, obszernie opisać różnice ruchu między ubogimi w metale, a bogatymi w metale gwiazdami podobnymi do Słońca” mówi Clarkson. “Mamy nadzieję, że będziemy mogli kontynuować naszą analizę, która umożliwi nam wykonanie trójwymiarowej siatki bogatej chemicznej i dynamicznej złożoności różnych populacji gwiazd w zgrubieniu centralnym”.

Jak na razie tylko Hubble posiada wystarczająco wysoką rozdzielczość, aby móc jednocześnie mierzyć ruchy tysięcy gwiazd podobnych do Słońca w centrum naszej galaktyki, 26 000 lat świetlnych od Ziemi.

Źródło: ESA/Hubble