Simulering tyder på gravitationsinteraktioner driver Mælkevejenes galaktiske stangbuler

En ny simulering udført på verdens mest kraftfulde supercomputer dedikeret til astronomi har produceret et testbart scenarie for at forklare udseendet af Mælkevejens bar. Sammenligning af dette scenarie med data fra nuværende og fremtidige rumteleskoper vil hjælpe med at afklare udviklingen af ​​vores hjemmegalakse.

Astronomi afslører strukturen af ​​Mælkevejsgalaksen i stigende detaljer. Astronomer ved, at det er en diskgalakse med to- eller firearmede spiraler, med en lige stang i midten, der forbinder spiralerne. Nu ved de også, at den indre del af stangen har en jordnøddeformet bule, steder hvor stangen er tykkere, der stikker ud over og under midterplanet af Mælkevejsgalaksen og en nuklear bule, som er skivelignende og beliggende i den centrale del af Mælkevejen. Nogle andre galakser, men ikke alle, udviser lignende to-type buler.

Astronomer stillede spørgsmålet:"Hvordan opstod de to-type buler?" For at besvare dette spørgsmål simulerede et hold ledet af Junichi Baba ved National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) et muligt scenarie for en mælkevejslignende galakse på ATERUI II ved NAOJ, verdens mest kraftfulde supercomputer dedikeret til astronomi. Holdets simulering er den mest komplette og nøjagtige til dato, inklusive ikke kun stjernerne i galaksen, men også interstellar gas. Den inkorporerer også fødslen af ​​nye stjerner fra gassen og stjerners død som supernovaer.

Dannelsen af ​​en bar hjælper med at kanalisere gas ind i den centrale del af galaksen, hvor den udløser dannelsen af ​​nye stjerner. Så det kan være rimeligt at antage, at den nukleare bugle i galaksen er skabt af nye stjerner født der. Men simuleringerne viser, at der næsten ikke er nogen nye stjerner i stangen uden for atombulen, fordi stangen er så effektiv til at kanalisere gas mod midten. Det betyder, at det ikke er årsagen til, at der udvikles en jordnøddeformet bule i stangen, at der bliver brugt gas. I stedet finder holdet ud af, at gravitationsinteraktioner kan drive nogle af stjernerne ind i kredsløb, som fører dem over og under midterplanet.

Den mest spændende del er, at simuleringen giver et testbart scenarie. Fordi den jordnøddeformede bule ikke får nye stjerner, skal alle dens stjerner være før dannelsen af ​​stangen. Samtidig kanaliserer baren gas til den centrale region, hvor den skaber mange nye stjerner. Så næsten alle stjernerne i den nukleare bule vil være født, efter at stangen blev dannet. Det betyder, at stjernerne i den jordnøddeformede bule vil være ældre end stjernerne i kernebulen med et tydeligt brud mellem tiderne. Denne pause svarer til det tidspunkt, hvor stangen blev dannet.

Data fra Den Europæiske Rumorganisations Gaia-sonde og Japans fremtidige JASMINE-satellit vil give os mulighed for at bestemme stjernernes bevægelser og alder og teste dette scenarie. Hvis astronomer kan opdage en forskel mellem stjernernes aldre i jordnøddeformede og nukleare buler, vil det ikke kun bevise, at overspisning ikke er skyld i den jordnøddeformede bule, det vil fortælle os alderen på stangen i Milky Vej galakse.

Disse resultater fremkom som Baba et al. "Aldersfordeling af stjerner i boxy/peanut/X-shaped bules formed without bar buckling" i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society den 8. marts 2022. + Udforsk yderligere

Mælkevejens midaldrende indre ring