Pomimo tysięcy lat badań i obserwacji astronomowie wciąż nie wiedzą o Galaktyce Drogi Mlecznej. Obecnie astronomowie szacują, że obejmuje on 100 000 do 180 000 lat świetlnych i składa się ze 100 do 400 miliardów gwiazd. Ponadto od dziesięcioleci pojawiały się nierozwiązane pytania dotyczące ewolucji struktury naszej galaktyki na przestrzeni miliardów lat.
Na przykład astronomowie od dawna podejrzewali, że halo galaktyczne pochodzi - gigantyczne struktury gwiazd krążące wokół płaskiego dysku Drogi Mlecznej - i powstały z resztek pozostawionych przez mniejsze galaktyki, które połączyły się z Drogą Mleczną. Ale według nowych badań międzynarodowego zespołu astronomów wydaje się, że gwiazdy te mogły powstać w Drodze Mlecznej, ale zostały wyrzucone.
Badanie pojawiło się niedawno w czasopiśmie Natura pod tytułem „Dwa chemicznie podobne nadmierne gęstości gwiazd po przeciwnych stronach płaszczyzny dysku galaktycznego”. Badanie było prowadzone przez Margię Bergmann, naukowca z Max Planck Institute for Astronomy, i obejmowało członków z Australian National University, California Institute of Technology i wielu uniwersytetów.
Na potrzeby badań zespół oparł się na danych z W.M. Obserwatorium Kecka w celu określenia wzorców obfitości chemicznej na podstawie 14 gwiazd znajdujących się w halo galaktycznym. Gwiazdy te znajdowały się w dwóch różnych strukturach halo - Triangulum-Andromeda (Tri-And) i gwiazdowym nadmiernym zagęszczeniu A13 - które są o 14 000 lat świetlnych powyżej i poniżej dysku Drogi Mlecznej.
Jak wyjaśnił Bergemann w komunikacie prasowym Obserwatorium Kecka:
„Analiza obfitości chemicznej jest bardzo potężnym testem, który pozwala, w sposób podobny do dopasowania DNA, zidentyfikować macierzystą populację gwiazdy. Różne populacje macierzyste, takie jak dysk lub halo Drogi Mlecznej, galaktyki satelitarne karłów lub gromady kuliste, mają radykalnie różne składy chemiczne. Kiedy więc wiemy, z czego zbudowane są gwiazdy, możemy natychmiast powiązać je z ich macierzystymi populacjami. ”
Zespół uzyskał również widma z jednego dodatkowego przy użyciu Very Large Telescope (VLT) Europejskiego Obserwatorium Południowego w Chile. Porównując skład chemiczny tych gwiazd z tymi znajdującymi się w innych strukturach kosmicznych, naukowcy zauważyli, że skład chemiczny był prawie identyczny. Nie tylko były podobne w obrębie i między badanymi grupami, ale ściśle pasowały do wzorów obfitości gwiazd znalezionych w zewnętrznym dysku Drogi Mlecznej.
Na tej podstawie doszli do wniosku, że te gwiezdne populacje w Galaktycznej Aureoli powstały w Drodze Mlecznej, ale następnie przeniosły się do lokalizacji powyżej i poniżej Dysku Galaktycznego. Zjawisko to znane jest jako „eksmisja galaktyczna”, w której struktury są wypychane z płaszczyzny Drogi Mlecznej, gdy ogromna galaktyka karłowata przechodzi przez dysk galaktyczny. Proces ten powoduje oscylacje, które wyrzucają gwiazdy z dysku, niezależnie od tego, w którą galaktykę karłowatą się porusza.
„Oscylacje można porównać do fal dźwiękowych w instrumencie muzycznym”, dodał Bergemann. „Nazywamy to„ dzwonieniem ”w galaktyce Drogi Mlecznej„ galaktosejsmologią ”, co zostało teoretycznie przewidziane kilkadziesiąt lat temu. Mamy teraz jak dotąd wyraźne dowody tych oscylacji na dysku naszej galaktyki! ”
Obserwacje te były możliwe dzięki spektrometru Echelle o wysokiej rozdzielczości (HiRES) na teleskopie Keck. Jak wyjaśniła Judy Cohen, profesor astronomii Caltech Kate Van Nuys Page i współautorka badania:
„Wysoka przepustowość i wysoka rozdzielczość spektralna projektu HIRES były kluczowe dla powodzenia obserwacji gwiazd w zewnętrznej części Drogi Mlecznej. Kolejnym kluczowym czynnikiem była sprawna praca Obserwatorium Kecka; dobre celowanie i płynne działanie pozwala uzyskać widma więcej gwiazd w ciągu zaledwie kilku nocy obserwacji. Widma w tym badaniu uzyskano tylko w jedną noc czasu Keck, co pokazuje, jak cenny może być nawet jedna noc. ”
Odkrycia te są bardzo ekscytujące z dwóch powodów. Z jednej strony pokazuje, że gwiazdy halo prawdopodobnie powstały w galaktycznym dysku myślowym - młodszej części Drogi Mlecznej. Z drugiej strony pokazuje, że dysk Drogi Mlecznej i jej dynamika są znacznie bardziej złożone niż wcześniej sądzono. Jak powiedziała Allyson Sheffield z LaGuardia Community College / CUNY i współautorka artykułu:
„Wykazaliśmy, że grupy gwiazd na dysku mogą być przenoszone do bardziej odległych królestw Drogi Mlecznej -„ wyrzucone ”przez najeżdżającą galaktykę satelitarną. Podobne wzory chemiczne można również znaleźć w innych galaktykach, co wskazuje na potencjalną galaktyczną uniwersalność tego dynamicznego procesu. ”
W następnym kroku astronomowie planują przeanalizować widma dodatkowych gwiazd w nadmiernej gęstości Tri-And i A13, a także gwiazd w innych strukturach gwiezdnych dalej od dysku. Planują także określić masy i wiek tych gwiazd, aby ograniczyć czas, w którym miała miejsce ta eksmisja galaktyczna.
W końcu wydaje się, że zaktualizowane zostało inne długo podtrzymywane założenie dotyczące ewolucji galaktycznej. W połączeniu z ciągłymi próbami sondowania jąder galaktyk - aby zobaczyć, jak powiązane są ich supermasywne Czarne Otwory i tworzenie gwiazd - wydaje się, że zbliżamy się do zrozumienia, jak ewoluował nasz Wszechświat w czasie.
