Antikke stjerners kredsløb tilskynder til at gentænke Mælkevejens udvikling

Teorier om, hvordan Mælkevejen blev dannet, skal omskrives efter opdagelser om adfærden hos nogle af dens ældste stjerner.

En undersøgelse af galaksens metalfattige stjerners kredsløb – der antages at være blandt de ældste der findes – har fundet ud af, at nogle af dem rejser i tidligere uforudsete mønstre.

"Metalfattige stjerner - der indeholder mindre end en tusindedel af mængden af ​​jern, der findes i Solen - er nogle af de sjældneste objekter i galaksen, " sagde professor Gary Da Costa fra Australiens ARC Center of Excellence in All Sky Astrophysics in 3 Dimensions (ASTRO 3-D) og Australian National University.

"Vi har studeret 475 af dem og fundet ud af, at omkring 11 procent kredser i det næsten flade plan, som er Mælkevejens skive.

"De følger en næsten cirkulær sti - meget som Solen. Det var uventet, så astronomer bliver nødt til at genoverveje nogle af vores grundlæggende ideer."

Tidligere undersøgelser havde vist, at metalfattige stjerner næsten udelukkende var begrænset til galaksens glorie og bule, men denne undersøgelse afslørede et betydeligt antal, der kredsede om selve disken.

Solen kredser også inde i skiven, derfor viser den sig som den forholdsvis tynde, båndlignende struktur let synlig fra Jorden på nattehimlen. Træde i kræft, vi ser det på kanten.

"I det sidste år har vores syn på Mælkevejen ændret sig dramatisk, " sagde hovedforfatter Giacomo Cordoni fra University of Padova i Italien, som udførte hovedparten af ​​undersøgelsen, mens han var på en nylig studieophold ved ANU, finansieret af Det Europæiske Forskningsråds GALFOR-projekt.

"Denne opdagelse er ikke i overensstemmelse med det tidligere galaksedannelsesscenarie og tilføjer en ny brik til puslespillet, som er Mælkevejen. Deres baner ligner meget Solens, selvom de kun indeholder en lille brøkdel af dets jern. At forstå, hvorfor de bevæger sig på den måde, som de gør, vil sandsynligvis medføre en betydelig revurdering af, hvordan Mælkevejen udviklede sig over mange milliarder af år."

De gamle stjerner blev identificeret ved hjælp af tre meget højteknologiske dele:ANU's SkyMapper og 2,3 meter teleskoper, og Den Europæiske Rumorganisations Gaia-satellit.

Det lave metalindhold blev identificeret af teleskoperne, og satellitten blev derefter brugt til at bestemme deres baner.

Resultaterne - knækket af forskere fra Australien, Italien, Sverige, USA og Tyskland - fandt ud af, at gamle stjerners kredsløb faldt i en række forskellige mønstre, alle undtagen én matchede tidligere forudsigelser og observationer.

Som forventet, mange af stjernerne havde stort set sfæriske baner, gruppering omkring galaksens "stjerneglorie" - en struktur, der menes at være mindst 10 milliarder år gammel.

Andre havde ujævne og "vaklende" stier, der antages at være resultatet af to katastrofale kollisioner med mindre galakser, der fandt sted i en fjern fortid - og skabte strukturer kendt som Gaia-pølsen og Gaia Sequoia.

Nogle stjerner kredsede retrograd – reelt gik den forkerte vej rundt om galaksen – og nogle få, omkring fem procent, så ud til at være i færd med at forlade Mælkevejen helt.

Og så var der de resterende 50 eller deromkring, med baner, der flugter med galaksens disk.

"Jeg tror, ​​at dette arbejde er fyldt med vigtige og nye resultater, men hvis jeg skulle vælge en, der ville være opdagelsen af ​​denne population af ekstremt metalfattige skivestjerner, " sagde Cordoni.

"Fremtidige scenarier for dannelsen af ​​vores galakse bliver nødt til at tage højde for denne opdagelse - som vil ændre vores ideer ganske dramatisk."