Gwiazdy pamiętają ponowne narodziny naszej galaktyki

Droga Mleczna już raz umarła, a teraz znajdujemy się w jej drugim życiu. Obliczenia przeprowadzone przez Masafumi Noguchi (Tohoku University) odsłoniły przed nami wcześniej nieznane szczegóły historii naszej galaktyki. Wyniki badań zostały opublikowane 26 lipca w periodyku Nature.

Gwiazdy w Drodze Mlecznej formowały się w dwóch różnych epokach wykorzystując do tego różne mechanizmy. Między nimi mieliśmy do czynienia z długim okresem uśpienia, w którym procesy gwiazdotwórcze ustały. Nasza galaktyka wydaje się zatem mieć dużo bardziej dramatyczną historię niż pierwotnie uważano.

W obliczeniach ewolucji Drogi Mlecznej na przestrzeni 10 miliardów lat, Noguchi uwzględnił koncepcję “akrecji zimnego przepływu” – nową ideę zaproponowaną przez Avishai Dekela (Uniwersytet Hebrajski) i jego współpracowników. Opisuje ona sposób w jaki galaktyki zbierają otaczający je gaz podczas powstawania. Choć dwuetapowy proces formowania Yuval Birnboim (Uniwersytet Hebrajski) sugerował dla dużo masywniejszych galaktyk, Noguchi był w stanie potwierdzić, że taki sam proces dotyczy także naszej własnej Drogi Mlecznej.

Historia Drogi Mlecznej zapisana jest w składzie chemicznym gwiazd, ponieważ to gwiazdy niejako dziedziczą skład chemiczny od gazu, z którego się uformowały – w ten sposób gwiazdy zapamiętują obfitość pierwiastków występującą w gazie podczas ich formowania.

W otoczeniu Słońca znajdują się dwie grupy gwiazd, różniące się od siebie składem chemicznym. Jedna grupa bogata jest w pierwiastki α takie jak tlen, magnez i krzem. Druga zawiera już sporo żelaza. Najnowsze obserwacje przeprowadzone przez Mishę Haywood z Observatoire de Paris i współpracowników dowodzą, że taki podział występuje na znacznym obszarze Drogi Mlecznej. Źródło tej dychotomii pozostawało dla naukowców jednak niejasne. Model opracowany przez Noguchiego  stanowi rozwiązanie tej zagadki.

Przewidywania modelu dla trzech różnych obszarów Drogi Mlecznej (Credit: M. Noguchi, Nature). Kontury pochodzą z obserwacji za pomocą APOGEE (Credit: M. Haywood et al. A&A, 589, 66 (2016), ESO).

Szkic historii Drogi Mlecznej zarysowany przez Noguchiego rozpoczyna się w punkcie gdy strumienie zimnego gazu wpływają do galaktyki (akrecja zimnego przepływu) i zaczynają się formować z niego gwiazdy. W tym okresie gaz szybko zaczyna akumulować pierwiastki α uwolnione w eksplozjach supernowych typu II. Dlatego też gwiazdy pierwszej generacji bogate są właśnie w pierwiastki α.

Gdy pojawiły się fale uderzeniowe i ogrzały gaz do wysokich temperatur jakieś 7 miliardów lat temu, gaz przestał wpływać do galaktyki i procesy gwiazdotwórcze ustały. W tym czasie, eksplozje supernowych typu Ia dostarczyły do gazu międzygwiezdnego duże ilości żelaza zmieniając tym samym jego skład chemiczny. Gdy gaz uległ ochłodzeniu poprzez emisję promieniowania, zaczął ponownie wpływać do wnętrza naszej galaktyki jakieś 5 miliardów lat temu doprowadzając do powstania drugiej generacji gwiazd, tym razem zawierających znacznie więcej żelaza.

Według Benjamina Williamsa z Uniwersytetu Waszyngtońskiego sąsiadująca z nami Galaktyka Andromedy także formowała gwiazdy w dwóch oddzielnych epokach. Model Noguchiego przewiduje, że masywne galaktyki spiralne takie jak Droga Mleczna i Andromeda doświadczają przerw w procesach gwiazdotwórczych, podczas gdy mniejsze galaktyki formują gwiazdy bezustannie. Noguchi przypuszcza, że “przyszłe obserwacje pobliskich galaktyk mogą zrewolucjonizować naszą wiedzę o procesach formowania galaktyk”.

Źródło: Tohoku University

Artykuł naukowy: Noguchi, M. The formation of solar-neighbourhood stars in two generations separated by 5 billion years.


Puls Kosmosu powstaje tylko dzięki Waszemu bezustannemu wsparciu.

W dobie zdominowanej przez teorie spiskowe i odwrót od nauki dostarczamy Wam tylko rzetelną wiedzę naukową bez zbędnej sensacji i komentarzy.

Wesprzyj nas, abyśmy mogli ciągle stanowić źródło waszej wiedzy o badaniach kosmosu.

http://patronite.pl/pulskosmosu


Jeżeli jeszcze tego nie zrobiłeś – zapisz się na nasz newsletter, aby nie ominąć żadnej interesującej informacji.