Gaia løser de stjerneklare strenge i Mælkevejen

I stedet for at forlade hjemmet ung, som forventet, stjernernes 'søskende' foretrækker at holde sammen i langtidsholdbare, strenglignende grupper, finder en ny undersøgelse af data fra ESA's Gaia-rumfartøj.

At udforske distributionen og tidligere historie for de stjerneklare beboere i vores galakse er særligt udfordrende, da det kræver astronomer at bestemme stjernernes alder. Dette er slet ikke trivielt, som 'gennemsnitlige' stjerner med samme masse, men forskellige aldre ligner hinanden meget.

For at finde ud af, hvornår en stjerne blev dannet, astronomer må i stedet se på populationer af stjerner, der menes at være dannet på samme tid - men at vide, hvilke stjerner der er søskende, udgør en yderligere udfordring, da stjerner ikke nødvendigvis hænger længe i stjernevuggerne, hvor de er dannet.

"For at identificere, hvilke stjerner der dannede sammen, vi leder efter stjerner, der bevæger sig på samme måde, da alle stjernerne, der blev dannet i den samme sky eller hob, ville bevæge sig på samme måde, " siger Marina Kounkel fra Western Washington University, OS., og hovedforfatter af den nye undersøgelse.

"Vi kendte til nogle få sådanne 'sambevægende' stjernegrupper nær Solsystemet, men Gaia gjorde det muligt for os at udforske Mælkevejen meget detaljeret ud til langt større afstande, afsløre mange flere af disse grupper."

Marina brugte data fra Gaias anden udgivelse til at spore strukturen og stjernedannelsesaktiviteten i en stor del af rummet, der omgiver solsystemet, og undersøge, hvordan dette ændrede sig over tid. Denne dataudgivelse, leveret i april 2018, viser bevægelser og positioner af over en milliard stjerner med hidtil uset præcision.

Analysen af ​​Gaia-dataene, stole på en maskinlæringsalgoritme, afslørede næsten 2000 hidtil uidentificerede hobe og grupper af stjerner i bevægelse op til omkring 3000 lysår fra os - omkring 750 gange afstanden til Proxima Centauri, den nærmeste stjerne til Solen. Undersøgelsen bestemte også alderen for hundredtusindvis af stjerner, gør det muligt at spore stjernernes 'familier' og afsløre deres overraskende arrangementer.

"Omkring halvdelen af ​​disse stjerner findes i lange, strenglignende konfigurationer, der afspejler træk, der findes i deres gigantiske fødselsskyer, " tilføjer Marina.

"Vi troede generelt, at unge stjerner ville forlade deres fødesteder blot et par millioner år efter, at de er dannet, fuldstændigt at miste båndet til deres oprindelige familie - men det ser ud til, at stjerner kan forblive tæt på deres søskende i så længe som et par milliarder år."

Strengene ser også ud til at være orienteret på særlige måder i forhold til vores galakses spiralarme - noget, der afhænger af stjernernes alder i en streng. Dette er især tydeligt for de yngste strenge, bestående af stjerner yngre end 100 millioner år, som har tendens til at være orienteret vinkelret på spiralarmen nærmest vores solsystem.

Astronomerne formoder, at de ældre rækker af stjerner må have været vinkelrette på de spiralarme, der eksisterede, da disse stjerner blev dannet, som nu er blevet omrokeret i løbet af de seneste milliarder år.

"Nærheden og orienteringen af ​​de yngste strenge til Mælkevejens nuværende spiralarme viser, at ældre strenge er en vigtig 'fossil rekord' af vores galakses spiralstruktur, " siger medforfatter Kevin Covey, også fra Western Washington University, OS..

"Naturen af ​​spiralarme diskuteres stadig, med dommen om, at de er stabile eller dynamiske strukturer endnu ikke afgjort. At studere disse ældre strenge vil hjælpe os med at forstå, om armene for det meste er statiske, eller hvis de bevæger sig eller forsvinder og omdannes i løbet af et par hundrede millioner år - omtrent den tid, det tager for Solen at kredse om det galaktiske centrum et par gange."

Gaia blev lanceret i 2013, og er på en mission for at kortlægge et tredimensionelt kort over vores galakse, at udpege steder, bevægelser, og dynamik af omkring en procent af stjernerne i Mælkevejen, sammen med yderligere oplysninger om mange af disse stjerner. Yderligere Gaia-udgivelser, herunder flere og mere præcise data, er planlagt i det kommende årti, at give astronomer den information, de har brug for til at udfolde stjernedannelseshistorien i vores galakse.

"Gaia er en virkelig banebrydende mission, der afslører Mælkevejens historie - og dens stjerner - som aldrig før, " tilføjer Timo Prusti, Gaia-projektforsker ved ESA.

"Da vi vil bestemme alderen for et større antal stjerner fordelt over hele vores galakse, ikke kun dem, der bor i kompakte klynger, vi vil være i en endnu bedre position til at analysere, hvordan disse stjerner har udviklet sig over tid."