Hubble undersøger arkæologien i vores gamle Milky Ways gamle knudepunkt

I mange år, astronomer havde et enkelt overblik over vores Mælkevejs centrale knudepunkt, eller bule, som et hvilende sted bestående af gamle stjerner, de tidligste husmænd i vores galakse.

Imidlertid, fordi den indre Mælkevej er et så overfyldt miljø, det har altid været en udfordring at afmontere stjernebevægelser for at undersøge buen i detaljer.

Nu, en ny analyse på omkring 10, 000 normale sollignende stjerner i buen afslører, at vores galakses nav er et dynamisk miljø af stjerner i forskellige aldre, der lyner rundt med forskellige hastigheder, som rejsende, der travler med en travl lufthavn. Denne konklusion er baseret på ni års arkivdata fra NASAs Hubble -rumteleskop.

Hubble -undersøgelsen af ​​dette komplicerede, kaotisk hjerte i vores Mælkevej kan give nye spor til udviklingen af ​​vores galakse, sagde forskere.

Forskergruppen, ledet af Will Clarkson fra University of Michigan-Dearborn, fandt ud af, at svulstestjerners bevægelser er forskellige, afhængig af en stjernes kemiske sammensætning. Stjerner, der er rigere på grundstoffer, der er tungere end brint og helium, har mindre uordnede bevægelser, men kredser hurtigere rundt om det galaktiske centrum end ældre stjerner, der mangler i tungere grundstoffer.

"Der er mange teorier, der beskriver dannelsen af ​​vores galakse og centrale bule, "sagde Annalisa Calamida fra Space Telescope Science Institute, Baltimore, Maryland, medlem af Hubble -forskerholdet. "Nogle siger, at buen dannede sig, da galaksen først dannede sig for omkring 13 milliarder år siden. I dette tilfælde, alle bule -stjerner skal være gamle og dele en lignende bevægelse. Men andre tror, ​​at buen blev dannet senere i galaksens levetid, udvikler sig langsomt efter de første generationer af stjerner blev født. I dette scenario, nogle af stjernerne i buen kan være yngre, med deres kemiske sammensætning beriget med tungere grundstoffer fordrevet fra døden af ​​tidligere generationer af stjerner, og de skulle vise en anden bevægelse i forhold til de ældre stjerner. Stjernerne i vores undersøgelse viser egenskaber ved begge modeller. Derfor, denne analyse kan hjælpe os med at forstå buleens oprindelse. "

Astronomerne opdelte stjernerne efter deres kemiske sammensætninger og sammenlignede derefter hver gruppes bevægelser. De bestemte stjernernes kemiske indhold ved at studere deres farver og opdelte dem i to hovedgrupper efter deres tunge element (jern) overflod. De kemisk berigede stjerner bevæger sig dobbelt så hurtigt som den anden befolkning.

"Ved at analysere ni års data i arkivet og forbedre vores analyseteknikker, vi har gjort det klart, robust påvisning af forskellene i bevægelsen for kemisk mangelfulde og kemisk berigede sollignende stjerner, "Clarkson sagde." Vi håber at fortsætte vores analyse, som vil give os mulighed for at lave et tredimensionelt diagram over den rige kemiske og dynamiske kompleksitet af befolkningerne i udbulingen. "

Astronomerne baserede deres analyse på Advanced Camera for Surveys og Wide Field Camera 3 -data fra to Hubble -undersøgelser:Wide Field Camera 3 Galactic Bulge Treasury Program og Sagittarius Window Eclipsing Extrasolar Planet Search. Sæt med spektre fra European Southern Observatory's Very Large Telescope i Chile blev brugt til at hjælpe med at estimere de kemiske sammensætninger af stjerner.

I øjeblikket, kun Hubble har en skarp nok opløsning til samtidig at måle bevægelser fra tusinder af sollignende stjerner på galakseudbulningens afstand fra Jorden. Midten af ​​vores galakse er omkring 26, 000 lysår væk. "Inden denne analyse, disse stjerners bevægelser var ikke kendt, "sagde teammedlem Kailash Sahu fra Space Telescope Science Institute." Du har brug for en lang tids baseline for nøjagtigt at måle positionerne og bevægelserne for disse svage stjerner. "

Holdet studerede sollignende stjerner, fordi de er så rigelige og let inden for Hubbles rækkevidde. Tidligere observationer så lysere ud, aldrende røde kæmpestjerner, som ikke er så rigelige, fordi de repræsenterer en kort episode i en stjernes levetid. "Hubble gav os en smal, blyantstrålebillede af galakseens kerne, men vi ser tusinder flere stjerner end dem, der blev set i tidligere undersøgelser, "Sagde Calamida. Mælkevejens bule er omtrent en tiendedel af diameteren på vores pandekageformede galakse." Vi planlægger derefter at udvide vores analyse til at foretage yderligere observationer langs forskellige sigtelinjer, som vil give os mulighed for at lave en tredimensionel sonde af den rige kompleksitet af befolkningerne i udbulingen, "Tilføjede Clarkson.

Forskerne sagde, at dette arbejde også er en vigtig stifinder for NASAs James Webb -rumteleskop til at undersøge Mælkevejens arkæologi. Planlagt til lancering i 2019, Webb forventes at undersøge stjernepopulationer mere dybt i Mælkevejen.

Forskerteamet præsenterer sine resultater torsdag, 11. januar, på det 231. møde i American Astronomical Society i Washington, D.C.