Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Astronomi

Stjerner husker genfødslen af ​​vores hjemmegalakse

Skematisk diagram, der viser to stadier af stjernedannelse i Mælkevejsgalaksen ifølge Noguchi. I den øverste illustration, blå (kold) og rød (varm) angiver gas. Farvekortet i nederste panel viser fordeling af stjernernes grundstofsammensætning beregnet af Noguchis model med den lilla linje, der angiver, hvordan gassens grundstofsammensætning ændrer sig over tid (Kredit:M. Noguchi, høflighed af naturen). Overlejrede konturer viser fordelingen af ​​solstjerner i nabolaget observeret af APOGEE, en spektroskopisk enhed knyttet til 2,5 m teleskopet af Alfred P. Sloan Foundation ved Apache Point Observatory i New Mexico (Kredit:M. Haywood et al. A&A, 589, 66 (2016), gengivet med tilladelse © ESO).

Mælkevejsgalaksen er død én gang før, og vi er nu i det, der betragtes som dets andet liv. Beregninger fra Masafumi Noguchi (Tohoku University) har afsløret hidtil ukendte detaljer om Mælkevejen. Disse blev offentliggjort i den 26. juli-udgave af Natur .

Stjerner i Mælkevejen blev dannet i to forskellige epoker gennem forskellige mekanismer. Der var en lang hvileperiode imellem, da stjernedannelsen ophørte. Vores hjemmegalakse har vist sig at have en mere dramatisk historie, end man oprindeligt troede.

Ved beregning af Mælkevejens udvikling over en periode på 10 milliarder år, Noguchi inkluderede begrebet "kold flow tilvækst, " en ny idé foreslået af Avishai Dekel (The Hebraw University) og kolleger. Den beskriver, hvordan galakser samler omgivende gas under deres dannelse. Selvom to-trins formationen blev foreslået til meget mere massive galakser af Yuval Birnboim (The Hebraw University) og kolleger , Noguchi har kunnet bekræfte, at det samme billede gælder vores egen Mælkevej.

Mælkevejens historie er indskrevet i stjernernes grundstofsammensætning, fordi stjerner arver sammensætningen af ​​den gas, som de er dannet af - faktisk, stjerner "hukommelser" grundstoffets overflod i gas på det tidspunkt, de dannes.

Der er to grupper af stjerner i solområdet med forskellige sammensætninger. En gruppe er rig på α-elementer såsom ilt, magnesium og silicium. Den anden indeholder meget jern. Nylige observationer af Misha Haywood (Observatoire de Paris) og kolleger afslørede, at dette fænomen råder over et stort område af Mælkevejen. Oprindelsen af ​​denne dikotomi var uklar. Noguchis model giver et svar på denne mangeårige gåde.

Modelforudsigelse for tre forskellige regioner af Mælkevejen (Kredit:M. Noguchi, høflighed af naturen). Konturerne er fra observationer af APOGEE (Kredit:M. Haywood et al. A&A, 589, 66 (2016), gengivet med tilladelse © ESO).

Noguchis skildring af Mælkevejens historie begynder på det tidspunkt, hvor kolde gasstrømme strømmede ind i galaksen (kolde strømningstilvækst), og stjerner blev dannet af denne gas. I denne periode, gassen begyndte hurtigt at akkumulere α-elementer frigivet ved eksplosioner af kortlivede type II supernovaer. Disse førstegenerationsstjerner er derfor rige på α-elementer.

Da chokbølger dukkede op og opvarmede gassen til høje temperaturer for 7 milliarder år siden, gassen holdt op med at strømme ind i galaksen, og stjerner holdt op med at dannes. I denne periode, retarderede eksplosioner af langlivede type Ia supernovaer sprøjtede jern ind i gassen og ændrede dens grundstofsammensætning. Da gassen afkøles ved at udsende stråling, det begyndte at strømme tilbage til galaksen for 5 milliarder år siden (kølestrøm) og gjorde anden generation af stjerner rige på jern, inklusive vores sol.

Ifølge Benjamin Williams (University of Washington) og kolleger, vores nabogalakse, Andromeda, dannede også stjerner i to separate epoker. Noguchis model forudsiger, at massive spiralgalakser som Mælkevejen og Andromeda oplevede et hul i stjernedannelsen, hvorimod mindre galakser skabte stjerner kontinuerligt. Noguchi forventer, at "fremtidige observationer af nærliggende galakser kan revolutionere vores syn på galaksedannelse."


Varme artikler