Hvilke ingredienser gik ind i den galaktiske blender for at skabe Mælkevejen?

I sine tidlige dage var Mælkevejen som en kæmpe smoothie, som om galakser bestående af milliarder af stjerner, og en enorm mængde gas var blevet kastet sammen i en gigantisk blender.

Men en ny undersøgelse adskiller denne blanding ved at analysere individuelle stjerner for at identificere, hvilke der opstod inde i galaksen, og som begyndte livet udenfor.

"Selvom Mælkevejen er vores hjemmegalakse, forstår vi stadig ikke, hvordan den er dannet og udviklet sig," siger forsker Sven Buder fra ARC Center of Excellence for All Sky Astrophysics in 3 Dimensions (ASTRO 3D) og Australian National University (ANU) ).

Hans papir, offentliggjort i denne uge i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society , analyserer lyset fra stjerner i detaljer og hjælper med at forstå, hvilke elementer der gik ind i skabelsen af ​​Mælkevejen, vi kender i dag.

"Mælkevejen spiste mange mindre galakser, men indtil for nylig havde vi ikke nok beviser for det til at sige med sikkerhed," siger Buder.

"Det skyldes, at simple billeder af stjerner i vores Mælkevej ser ens ud – uanset om de er født inde i galaksen eller udenfor og derefter blandet sig ind i galaksen."

Buder og kolleger i Galactic Archaeology with HERMES (GALAH) teamet brugte Australiens største optiske teleskop, Anglo-Australian Telescope (AAT), ved Siding Spring Observatory til at opdele lys fra mere end 600.000 stjerner i bølgelængder med HERMES (High Efficiency and Resolution). Multi-Element Spectrograph) instrument.

Dette skaber effektivt 600.000 stjerneregnbuer kendt som spektre.

Inden i hver af disse regnbuer er der specifikke bånd af lys - snarere som små unikke stregkoder - der varierer afhængigt af en stjernes kemiske sammensætning.

"Hvis et billede er mere end tusind ord værd, er disse spektre mere værd end tusind billeder," siger Buder. "Ved at 'scanne' disse stjernernes stregkoder målte vi, hvor rigelige 30 grundstoffer, såsom natrium, jern, magnesium og mangan, var, og hvordan de optrådte i forskellige koncentrationer afhængigt af, hvor stjernen blev født."

Denne opdagelse er et tidligt skridt i retning af at rekonstruere et billede af Mælkevejens "barndom" for at få en idé om størrelsen af ​​de galakser, som den forbrugte i processen.

"Det kunne også hjælpe os med at forstå, hvordan flere af funktionerne i den galakse, vi kender i dag, blev til," siger Buder.

Et mysterium, som de nye observationer kan hjælpe med at løse, er, hvorfor der er to forskellige grupper af stjerner på skiven, som vi ser som det "mælkeagtige" bånd på nattehimlen.

"Mælkevejen spredt ud over nattehimlen er et velkendt syn, og når vi ser på den, ser vi faktisk ind i midten af ​​vores galakse med dens milliarder af stjerner," siger Buder.

"Men vi ser på to populationer af stjerner, den ene meget ældre end den anden. De gamle stjerner har flyttet sig, så de ser ud som om de buler ud af Mælkevejens hovedplan, mens de yngre stjerner danner et meget tyndere bånd i fly.

"Men vi ved ikke, hvorfor dette er sket, og vores seneste fund af resterne af gigantiske, galaktiske kollisioner kan hjælpe os med at forstå," siger Buder.

Buders papir giver de seneste afsløringer baseret på data fra Gaia-projektet – en ambitiøs satellitmission til at kortlægge et tredimensionelt kort over Mælkevejen for at hjælpe med at forstå dens baner, sammensætning, formation og udvikling.

Gaia-satellitmålingerne kan hjælpe os med at finde kandidater til tidligere ekstragalaktiske stjerner, fordi de stadig bevæger sig anderledes end en typisk Mælkevejsstjerne. Men den ekstragalaktiske oprindelse af en stjerne kan kun bekræftes af dens kemiske fingeraftryk.

GALAH-undersøgelsen er et australsk ledet stort observationsprogram, der bruger HERMES-instrumentet til at opnå multidimensionelle datasæt med højeste spektrale opløsning for mere end en million stjerner i alle aldre og steder i Mælkevejen, for at spore galaksens fulde historie.