Млечный Путь формировался «наизнанку»

На этой иллюстрации показаны последние результаты научных исследований Gaia-ESO.

Данные проекта Gaia-ESO представили доказательства, поддерживающие теорию о химическом составе звезд, входящих в состав диска Млечного пути (подавляющего большинства гигантских газовых облаков и миллиард звезд, придающих Галактике форму «летающей тарелки»).

Отслеживая быстро произведенные элементы (в частности, в этом исследовании используется магний), астрономы могут определить скорость, с которой были сформированы разные части Млечного Пути. Исследования показывают, что звезды во внутренних областях диска образовались первыми, поддерживая идею о том, что наша Галактика росла изнутри.

Сразу после Большого взрыва Вселенная почти полностью состояла из водорода и гелия, постепенно начал расти уровень «загрязняющих металлов». Следовательно, у более старых звезд элементов меньше, а значит и металличность ниже.

Джерри Гилмор (Gerry Gilmore)профессор, ведущий исследователь проекта Gaia-ESO

Различные химические элементы, из которых состоят звезды (и мы тоже) образуются с различной скоростью. Некоторые присущи массивным звездам, которые живут «мало» и умирают молодыми, а другие - звездам, подобным Солнцу, с более долговечным многомиллиардным запасом.

Массивные звезды, которые в скором времени умирают, в ходе «предсмертных взрывов» производят огромное количество магния. В результате может сформироваться нейтронная звезда или черная дыра.

Команда продемонстрировала, что более старые, «бедные металлом», звезды внутри Солнечной круга (орбиты нашего Солнца вокруг центра Млечного Пути), вероятнее всего, имеют высокие уровни магния. Чем выше уровень элемента внутри Солнечной круга, тем больше в прошлом там было звезд, которые «мало жили и умерли молодыми».

Звезды, которые лежат во внешних областях диска Галактики, за пределами Солнечного круга, преимущественно молодые, как «металлически богатые», так и «металлически бедные», и имеют на удивление низкие уровни магния по сравнению с их металличностью.

Это открытие говорит о существенных различиях в звездной эволюции в диске Млечного Пути, с очень эффективными и короткими сроками звездообразования, происходящими внутри Солнечного круга. Тогда как за пределами орбиты Солнца формирование звезд длится намного дольше.

Мария Бергманн (Maria Bergemann)астрофизик, Институт астрономии Кембриджа

Мы смогли пролить свет на сроки химического обогащения Млечного Пути, показав, что внешним областям диска потребовалось гораздо больше времени на формирование. Это подтверждает теоретические модели формирования дисковых галактик в контексте холодной темной материи космологии, которые предполагают, что диски галактики растут изнутри.

Исследование опубликовано через астрономическую базу данных Astro-ph, и представлено в журнале Astronomy and Astrophysics.

Новое исследование также дает дополнительную информацию о другой широко обсуждаемой «двойной структуре» в диске Млечного Пути: так называемых «тонком» и «толстом» дисках.

Альдо Серенелли (Aldo Serenelli)Института космических наук (Барселона), соавтор исследования

Тонкий диск содержит спиральные рукава, молодые звезды, гигантские молекулярные облака, все молодые объекты, по крайней мере, в контексте Галактики. Но астрономы давно подозревали, что есть еще один диск, который толще, короче и старше. В этот толстый диск входит множество старых звезд с низкой металличностью.

В ходе последнего исследования, ученые обнаружили, что:

Мария Бергманн (Maria Bergemann)астрофизик, Институт астрономии Кембриджа

Из того, что мы теперь знаем, можно сделать вывод, что Галактика – это не система «или-или». Вы можете найти звезды разных возрастов и содержания металлов повсюду! Между тонким и толстым дисками нет четкого разделения. Пропорции звезд, обладающих различными свойствами, не одинаковы в обоих дисках. Вот, что мы знаем о дисках, однако они могут иметь очень разное происхождение.

Джерри Гилмор (Gerry Gilmore)профессор, ведущий исследователь проекта Gaia-ESO

Это исследование дает новые доказательства того, что внутренние области толстого диска Млечного Пути были образованы гораздо быстрее, чем звезды тонкого диска, которые доминируют в окрестностях нашего Солнца.

В теории, говорят астрономы, толстый диск, впервые предложенный Гилмором 30 лет назад, мог появиться по разным причинам, от массивных гравитационных неустойчивостей до поглощения галактик-спутников в годы его становления.

Через пару лет эти данные будут дополнены кинематикой со спутника Gaia, что приведет к революции в области галактической астрономии.