Науковці з’ясували, звідки взялися зірки в гало Чумацького Шляху

Незважаючи на багато століть досліджень і спостережень, наші знання про нашу рідну галактику Чумацький Шлях і раніше містять дуже багато прогалин. До теперішнього моменту, якщо подумати, ми більш-менш з’ясували її можливий діаметр – близько 100-180 тисяч світлових років, а також передбачувана кількість зірок, яка може становити від 100 до 400 мільярдів. У той же час протягом останніх десятиліть астрономи дуже зацікавлені в історії еволюції нашої галактики.

Наприклад, науковці вже давно шукають відповідь на питання про те, звідки з’явилося гало нашої галактики – гігантська структура із зірок, темної матерії і газу, що оточує галактичний диск Чумацького Шляху зверху і знизу. Згідно з більш ранніми припущеннями, це гало могло утворитися із залишків більш компактних галактик, які колись злилися або були поглинені Чумацьким Шляхом. Однак результати нового дослідження, проведеного міжнародною командою астрономів, вказують на те, що зірки могли народитися всередині Чумацького Шляху, а потім були з нього викинуті.

Про свої висновки команда, що складається з науковців Австралійського національного університету, Каліфорнійського технологічного інституту, а також ряду інших навчальних і наукових установ і працювала під керівництвом Марго Бергманн з Інституту астрономії товариства Макса Планка, поділилася в журналі Nature.

У своєму дослідженні астрономи поклалися на дані, зібрані гавайської Обсерваторією Кека, за допомогою яких науковці з’ясували особливості хімічного складу 14 зірок, що знаходяться всередині галактичного гало. Ці зірки знаходяться в двох різних частинах цього гало – зіркових надскупченях Tri-And і A13, кожне з яких розташоване приблизно в 14 тисячах світлових років над і під площиною галактичного диска Чумацького Шляху.

«Аналіз хімічного складу – дуже серйозне дослідження, що дозволяє за аналогією з ДНК визначити спорідненість зірок і їх вихідну популяцію. Різні джерела популяції, такі як галактичний диск Чумацького Шляху або його гало, карликові галактики або кульові зоряні скупчення, – всі вони мають різний хімічний склад. Тому як тільки ми зможемо з’ясувати, з чого складаються зірки, ми зможемо негайно прокласти зв’язок між ними і їх вихідними популяціями », – прокоментувала Бергман в опублікованому прес-релізі Обсерваторії Кек.

В якості додаткового джерела даних спектрів дослідники використовували Дуже Великий Телескоп (VLT) Європейської Південної обсерваторії в Чилі. Порівнявши хімічний склад досліджуваних зірок з тими, які були виявлені всередині інших космічних структур, науковці відзначили, що їхні хімічні склади виявилися практично ідентичними. Вони виявилися схожими не тільки між собою та іншими досліджуваними групами, але ще і близько відповідали складам зірок, виявленим всередині зовнішнього диска Чумацького Шляху.

Виходячи з цього, науковці зробили висновок, що зоряні популяції в галактичному гало спочатку утворилися всередині Чумацького Шляху, але потім мігрували в простір над і під галактичним диском. Це явище дослідники називають «галактичним виселенням». Пояснюється воно тим, що зірки могли бути виштовхали іншими досить масивними карликовими галактиками, які проходили через Чумацький Шлях в минулому.

«Вони виштовхуються з площини Чумацького Шляху, коли через нього проходить досить масивна карликова галактика. Цей прохід створює осциляції, збурення, які викидають зірки з диска, вгору або вниз, в залежності від напрямку руху збуреної маси », – пояснює одна з авторів роботи Джуді Коен.

Дане відкриття цікаве відразу з двох причин. З одного боку, воно свідчить на користь припущення про те, що зірки, які знаходяться в галактичних гало, спочатку з’являються всередині галактичних дисків, а потім можуть бути викинуті за їх межі. З іншого – показує, що галактичний диск Чумацького Шляху і його динаміка є набагато більш складні структуру і явище, ніж вважалося раніше.

«Ми довели, що ситуація з переселенням зірок на більш далекі відстані від своїх початкових місць в результаті впливу супутникових галактик є досить поширеним явищем. Принаймні в реаліях Чумацького Шляху. Цілком можливо, що аналогічні особливості, пов’язані з хімічним складом зірок, можуть зустрічатися і у інших галактик, що, в свою чергу, буде свідчити про універсальність подібних галактичних динамічних процесів », – додає Еллісон Шеффілд, астроном з Ком’юніті коледжу Ла Гуардія.

Далі астрономи планують провести спектральний аналіз додаткових зірок з над групп Tri-And і A13, а також дослідити зоряні скупчення, що розташовуються ще далі від галактичного диска. Крім того, науковці хотіли б визначити маси і вік цих зірок. На основі цих даних дослідники могли б зробити припущення про те, коли саме відбувалося це галактичне виселення.

Подібні дослідження дозволять нам точніше розібратися в еволюції галактик. А в поєднанні з поточними зусиллями науковців з вивчення ядер галактик, а також пошуку зв’язку між які перебувають в них надмасивними чорними дірами і зореутворенями ми поступово наближаємося до повного розуміння того, як наш Всесвіт еволюціонував до того стану, в якому він зараз перебуває.