Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Astronomi

Anden stjernepopulation fundet i Mælkevejenes tykke skive

Mælkevejen fra Andesbjergene i Chile. Kredit:G. Hüdepohl/ESO

En ny undersøgelse af kinematik og kemisk sammensætning af en prøve af stjerner i nærheden af ​​solen, ledet af Dr. Daniela Carollo, forsker ved det italienske nationale institut for astrofysik, har afsløret, at stjernerne, der udgør Mælkevejens tykke skive, tilhører to forskellige stjernepopulationer med forskellige karakteristika og ikke til en enkelt, som man har troet i mere end to årtier.

Den nye tykke disk komponent, kaldet den metalsvage tykke skive (MWTD) eller metalfattige tykke skive, adskiller sig fra den kanoniske i rotationshastigheden omkring det galaktiske centrum og dets kemiske sammensætning. Ja, stjerner, der udgør TD, har en rotationshastighed på omkring 180 km i sekundet, mens de af MWTD roterer langsommere, med omkring 150 km i sekundet. Stjerner, der tilhører MWTD, er også to gange mere metalfattige end TD'ens og har højere energi, en egenskab, der giver dem mulighed for at nå større højder fra det galaktiske plan.

"Det var næsten 30 år, at astronomer forsøgte at løse dette puslespil, " sagde Dr. Carollo, videnskabsmand ved det astrofysiske observatorium i Torino, den første forfatter til artiklen, der rapporterer opdagelsen, netop offentliggjort i The Astrophysical Journal . "Faktisk, man troede, at MWTD ikke var andet end en forlængelse af den tykke skive og ikke en uafhængig befolkning med forskellig astrofysisk oprindelse."

De nøjagtige parametre leveret af ESA Gaia-missionen (positioner, stjernernes afstande og indre bevægelse), og den kemiske information på en prøve på 40, 000 stjerner af Sloan Digital Sky Survey (SDSS), tillod holdet at skelne MWTD i et diagram, der viser vinkelmomentet kombineret med kemien.

"Vinkelmomenta er mængder, der bevares under dannelsen og den efterfølgende udvikling af et fysisk system som vores galakse, " forklarer Dr. Carollo. "Således, i et nøjagtigt diagram af vinkelmomentet, stjernerne bragt ind i galaksen af ​​den samme stamfader, som for eksempel fra en tidligere fusion af en satellitgalakse, vil have lignende vinkelmoment og vil have tendens til at klynge sig sammen i diagrammet."

TD og MWTD danner to adskilte grupper i diagrammet, såvel som i deres kemi. I astronomi, de kemiske grundstoffer tungere end brint og helium, som blev dannet under Big Bang, defineres som metaller. Disse tungere kemiske grundstoffer blev produceret under nukleosyntesen af ​​massive stjerner, der eksploderede som supernovaer.

En særlig gruppe af lette grundstoffer såsom magnesium og titanium, sammenlignet med tungere elementer, såsom jern, give en grundlæggende parameter, der gør det muligt for forskere at skelne populationer af gamle stjerner fra dem af yngre stjerner. MWTD har ikke kun stjerner, der er fattigere på jern, men disse stjerner er også rigere på elementer fra magnesium- og titaniumgruppen (alfa-elementer), hvilket tyder på en forudgående dannelse til TD.

Disse vigtige forskelle mellem TD og MWTD, nemlig kinematik og kemi af deres stjerner, tyder på, at de to skiver havde en anden oprindelse under galaksedannelsesprocessen.

Men hvordan blev der dannet en anden tyk skive i Mælkevejen? Hypoteserne er mangfoldige:MWTD kunne være ældre end TD, og ​​dens stjerner kunne have fået energi af en sammensmeltning af en dværgsatellitgalakse med Mælkevejen, i dens indledende dannelsesfase. Efterfølgende fusionen af ​​en anden satellitgalakse ville have givet anledning til TD.

En anden mulighed er, at MWTD-stjernerne oprindeligt var dannet i et område tættere på centrum af den oprindelige galakse og efterfølgende blev transporteret til større afstande, tættere på hvor solen befinder sig nu, af interne fænomener såsom ustabiliteter i den centrale stang eller galaksens spiralarmsdannelse. Eller en gammel satellitgalakse med masse svarende til den lille magellanske sky fusionerede med den oprindelige galakse, og dens stjerner begyndte at snurre rundt om det galaktiske centrum på grund af den gensidige tyngdekraftsinteraktion.

Alle disse hypoteser kan testes gennem teoretiske modeller og simuleringer af Mælkevejslignende galaksedannelse.


Varme artikler