En kæde i Mælkevejen forbundet med galaktisk kollision

Når de fleste af os forestiller os formen af ​​Mælkevejen, galaksen, der indeholder vores egen sol og hundredvis af milliarder af andre stjerner, vi tænker på en central masse omgivet af en flad skive af stjerner, der går i spiral omkring den. Imidlertid, astronomer ved, at snarere end at være symmetriske, skivestrukturen er skæv, mere som kanten af ​​en fedora, og at de skæve kanter konstant bevæger sig rundt om den ydre rand af galaksen.

"Hvis du nogensinde har set publikum lave en bølge på et stadion, det minder meget om det koncept, " sagde Xinlun Cheng, en astronomi-kandidatstuderende ved University of Virginia's College og Graduate School of Arts &Sciences. "Hvert medlem af publikum rejser sig og sætter sig derefter ned på det rigtige tidspunkt og i den rigtige rækkefølge for at skabe bølgen, mens den går rundt om stadion. Det er præcis, hvad stjerner i vores galakse gør. Kun i dette tilfælde, mens bølgen går rundt om galaksens skive, galakseskiven roterer også rundt om galaksens centrum. Med hensyn til sportsfan-analogien, det er, som om selve stadion også roterer."

Hvad der fik den skævhed til at opstå, har været genstand for debat. Nogle forskere antyder, at fænomenet er et resultat af selve galaksens ustabilitet, mens andre hævder, at det er en rest af en kollision med en anden galakse i en fjern fortid.

En nylig artikel offentliggjort i Astrofysisk tidsskrift af Cheng, der studerer stjernernes bevægelser, og hans kolleger, Borja Anguiano, en post-doc forskningsassistent ved UVA, og Steve Majewski, en professor ved kollegiets afdeling for astronomi, kan endelig bringe den debat til ro.

Ved at bruge data fra Gaia rumobservatoriet, en satellit opsendt i 2013 af European Space Agency for at måle positionerne, afstande og bevægelser af milliarder af stjerner og information fra APOGEE, en infrarød spektrograf udviklet af UVA til at undersøge stjernernes kemiske sammensætning og bevægelser, astronomer har nu værktøjerne til at observere stjernernes bevægelser i Mælkevejen med en hidtil uset grad af nøjagtighed.

"Ved at kombinere information fra APOGEE-instrumentet med information fra Gaia-satellitten, vi begynder at forstå, hvordan de forskellige komponenter i galaksen bevæger sig, " sagde Anguiano, som er interesseret både i disse komponenters bevægelser og hvilke fænomener der oprindeligt kan have forårsaget disse bevægelser.

"Det er nu muligt at karakterisere disse bevægelser med hidtil uset nøjagtighed på grund af præcisionen og den statistiske robusthed af det enorme katalog af stjerner, der er blevet undersøgt af Gaia-satellitten, Majewski forklarede. "I mellemtiden, vores egen store database med stjernernes kemi genereret af APOGEE giver os den unikke evne til at udlede stjernernes alder. Dette giver os mulighed for at udforske, hvordan stjerner i forskellige aldre deltager i warpen og lader os se på, hvornår den blev skabt. Ved dette, derefter, giver os en idé om, hvorfor det blev skabt."

Ved at bruge disse data, Cheng og hans kolleger har udviklet en model, der karakteriserer parametrene for den galaktiske kæde, hvor det begynder i den ydre disk, hvor hurtigt kæden bevæger sig og kædens form. Modellen har hjulpet dem med at bestemme, at kæden, som ikke påvirker vores egen sol, men passerer nu vores solsystem med hastigheder, der tillader det at lave en fuld rotation rundt om galaksen hvert 450 millioner år, er ikke et resultat af Mælkevejens egen indre masse. I stedet, det er levn fra gravitationstræk på Mælkevejens skive ved den nærliggende passage af en satellitgalakse, muligvis Skytten Dværg Sfæroidal Galaxy, for omkring 3 milliarder år siden.

"Vi kan stadig se skiven i vores galakse ryste som et resultat, " sagde Anguiano.

De data, holdet indsamlede fra de nye værktøjer, der er tilgængelige for astronomer, kan kun være begyndelsen på en ny bølge af opdagelser om vores univers, og hvordan det blev til.

"Vi går ind i en tidsalder inden for astronomi, især i galaktisk astronomi, hvor vi måler stjernernes bevægelse på et sådant præcisionsniveau, at vi kan kortlægge deres tidligere kredsløbsbaner og begynde at forstå, hvordan de kan være blevet påvirket på tidligere tidspunkter, og hvordan andre galakser, der nærmede sig vores egne, interagerede med stjerner, som de var. at blive født, "Anguiano sagde. "Dette niveau af præcision har åbnet en ny dør til at forstå vores galakse fortid, og hvordan den blev samlet."

Artiklen, "Udforsker den galaktiske forvridning gennem asymmetrier i kinematik af den galaktiske disk, "af Cheng og hans kolleger, blev offentliggjort i december-udgaven af Astrofysisk tidsskrift .