Chociaż nasza Droga Mleczna uformowała się z pojedynczej, gigantycznej chmury gazu i pyłu, nowe badania wykazały, że gwiazdy na dysku różnią się od gwiazd na wybrzuszeniu. Nowe badanie pozwoliło zmierzyć ilość tlenu w 50 gwiazdach w Drodze Mlecznej przy użyciu Bardzo Dużego Teleskopu ESO w celu ustalenia, kiedy i jak powstają gwiazdy. Badanie wykazało, że wybrzuszone gwiazdy prawdopodobnie powstały mniej niż miliard lat po Wielkim Wybuchu, kiedy Wszechświat był jeszcze młody; gwiazdy na dysku przyszły później.
Analizując szczegółowo skład gwiazd za pomocą VLT ESO, astronomowie wnoszą świeże spojrzenie na historię naszej domowej galaktyki, Drogi Mlecznej. Ujawniają, że środkowa część naszej Galaktyki uformowała się nie tylko bardzo szybko, ale także niezależnie od reszty.
„Po raz pierwszy wyraźnie ustaliliśmy„ różnicę genetyczną ”między gwiazdami w dysku a wybrzuszeniem naszej Galaktyki” - powiedziała Manuela Zoccali, główna autorka artykułu prezentującego wyniki w czasopiśmie Astronomy and Astrophysics [1]. „Wnioskujemy z tego, że wybrzuszenie musiało powstać szybciej niż dysk, prawdopodobnie w czasie krótszym niż miliard lat i kiedy Wszechświat był jeszcze bardzo młody.”
Droga Mleczna jest galaktyką spiralną, posiadającą ramiona gazu, pyłu i gwiazd w kształcie wiatraczek, leżące w spłaszczonym dysku i rozciągające się bezpośrednio z kulistego jądra gwiazd w centralnym regionie. Sferyczne jądro nazywa się wybrzuszeniem, ponieważ wypycha się z dysku. Podczas gdy dysk naszej Galaktyki składa się z gwiazd w każdym wieku, wybrzuszenie zawiera stare gwiazdy pochodzące z czasu powstania galaktyki, ponad 10 miliardów lat temu. Zatem badanie wybrzuszenia pozwala astronomom dowiedzieć się więcej o tym, jak powstała nasza Galaktyka.
W tym celu międzynarodowy zespół astronomów [2] szczegółowo przeanalizował skład chemiczny 50 gigantycznych gwiazd w czterech różnych obszarach nieba w kierunku wybrzuszenia galaktycznego. Wykorzystali spektrograf FLAMES / UVES na bardzo dużym teleskopie ESO, aby uzyskać widma o wysokiej rozdzielczości.
Skład chemiczny gwiazd przenosi charakterystyczne procesy wzbogacania, jakim poddała się materia międzygwiezdna, aż do momentu ich powstania. Zależy to od poprzedniej historii formowania się gwiazd, a zatem można go wykorzystać do wnioskowania, czy istnieje „połączenie genetyczne” między różnymi grupami gwiazd. W szczególności porównanie ilości tlenu i żelaza w gwiazdach jest bardzo ilustracyjne. Tlen powstaje głównie w wyniku eksplozji masywnych, krótkotrwałych gwiazd (tak zwanych supernowych typu II), podczas gdy żelazo powstaje głównie w supernowych typu Ia [3], których rozwój może trwać znacznie dłużej. Porównanie tlenu z obfitością żelaza daje zatem wgląd w liczbę urodzeń gwiazd w przeszłości Drogi Mlecznej.
„Większy rozmiar i zawartość żelaza w naszej próbce pozwala nam wyciągać bardziej solidne wnioski, niż było to możliwe do tej pory,” powiedział Aurelie Lecureur z Obserwatorium Paris-Meudon (Francja) i współautor artykułu.
Astronomowie wyraźnie ustalili, że dla danej zawartości żelaza gwiazdy w wybrzuszeniu mają więcej tlenu niż ich odpowiedniki dyskowe. Podkreśla to systematyczną, dziedziczną różnicę między gwiazdami wypukłymi i dyskowymi.
„Innymi słowy, wypukłe gwiazdy nie powstały w dysku, a następnie migrowały do wewnątrz, aby utworzyć wybrzuszenie, ale raczej uformowały się niezależnie od dysku”, powiedział Zoccali. „Ponadto chemiczne wzbogacenie wybrzuszenia, a co za tym idzie jego czas powstawania, było szybsze niż w przypadku dysku”.
Porównania z modelami teoretycznymi wskazują, że wybrzuszenie galaktyczne musiało powstać w czasie krótszym niż miliard lat, najprawdopodobniej poprzez serię wybuchów gwiazd, gdy Wszechświat był jeszcze bardzo młody.
Notatki
[1]: „Obfitość tlenu w wybrzuszeniu galaktycznym: dowód na szybkie wzbogacenie chemiczne” Zoccali i in. Jest bezpłatnie dostępny na stronie internetowej wydawcy jako plik PDF.
[2]: Zespół składa się z Manuela Zoccali i Dante Minniti (Universidad Catolica de Chile, Santiago), Aurelie Lecureur, Vanessa Hill i Ana Gomez (Observatoire de Paris-Meudon, Francja), Beatriz Barbuy (Universidade de Sao Paulo, Brazylia) ), Alvio Renzini (INAF-Osservatorio Astronomico di Padova, Włochy) oraz Yazan Momany i Sergio Ortolani (Universita di Padova, Włochy).
[3]: Supernowe typu Ia to podklasa supernowych, które historycznie zostały sklasyfikowane jako nie wykazujące podpisu wodoru w swoich widmach. Są one obecnie interpretowane jako zaburzenie małych, zwartych gwiazd, zwanych białymi karłami, które pozyskują materię z gwiazdy towarzyszącej. Biały karzeł reprezentuje przedostatni etap gwiazdy typu słonecznego. W reaktorze jądrowym dawno skończyło się paliwo i teraz jest on nieaktywny. Jednak w pewnym momencie ciężar montażowy gromadzącego się materiału zwiększy ciśnienie wewnątrz białego karła do tego stopnia, że popioły jądrowe w nim zapalą się i zaczną palić się w jeszcze cięższe elementy. Proces ten bardzo szybko staje się niekontrolowany, a cała gwiazda zostaje rozbita na kawałki w dramatycznym wydarzeniu. Widoczna jest niezwykle gorąca kula ognia, która często przyćmiewa galaktykę gospodarza.
Oryginalne źródło: ESO News Release
