Czy podczas mieszania śmietany w kawie lub herbacie wir pozostaje taki sam, czy zmienia się w miarę obracania się w filiżance? Gdy galaktyki formują się i wirują, ruchy i wiry mogą faktycznie powodować ruch gwiazd w galaktyce. Wieloletnie naukowe przekonanie utrzymuje, że gwiazdy zwykle przebywają w tej samej ogólnej części galaktyki, w której powstały. Ale niektórzy astrofizycy ostatnio zastanawiali się, czy to prawda, a teraz nowe symulacje pokazują, że przynajmniej w galaktykach podobnych do naszej Drogi Mlecznej gwiazdy takie jak Słońce mogą migrować na duże odległości. Jeśli to prawda, mogłoby to zmienić całe pojęcie, że istnieją części galaktyk - tak zwane strefy mieszkalne - które bardziej sprzyjają podtrzymywaniu życia niż inne obszary.
„Nasze spojrzenie na zasięg strefy mieszkalnej opiera się częściowo na założeniu, że pewne pierwiastki chemiczne niezbędne do życia są dostępne w niektórych częściach dysku galaktyki, ale nie w innych”, powiedział Rok RoÅkar, doktorant astronomii z University of Washington. „Jeśli gwiazdy migrują, ta strefa nie może być miejscem stacjonarnym”.
RoÅkar jest głównym autorem artykułu opisującego wyniki symulacji, opublikowanego w wydaniu Astrophysical Journal Letters z 10 września. Powiedział, że jeśli idea strefy mieszkalnej nie wytrzyma, zmieniłoby to rozumienie naukowców co do tego, gdzie i jak życie może ewoluować w galaktyce.
Wykorzystując ponad 100 000 godzin czasu komputerowego w klastrze komputerowym UW i superkomputerze na University of Texas, naukowcy przeprowadzili symulacje powstawania i ewolucji dysku galaktycznego z materiału, który wirował razem 4 miliardy lat po Wielkim Wybuchu. Obejrzyj film symulacyjny.
Symulacje rozpoczynają się w warunkach około 9 miliardów lat temu, po tym, jak materiał na dysk naszej galaktyki w dużej mierze się połączył, ale rzeczywiste formowanie dysku jeszcze się nie rozpoczęło. Naukowcy ustalili podstawowe parametry, aby naśladować rozwój Drogi Mlecznej do tego momentu, ale następnie pozwolili ewolucji symulowanej galaktyki samodzielnie.
Jeśli gwiazda podczas orbity wokół centrum galaktyki zostanie przechwycona przez spiralne ramię galaktyki, naukowcy wcześniej zakładali, że orbita gwiazdy stałaby się bardziej nieregularna w taki sam sposób, w jaki koło samochodu może się chybotać po uderzeniu w dziurę .
Jednak w nowych symulacjach orbity niektórych gwiazd mogą się powiększać lub zmniejszać, ale po uderzeniu w masywną falę spiralną nadal pozostają bardzo okrągłe. Nasze słońce ma prawie okrągłą orbitę, więc odkrycia oznaczają, że kiedy ukształtował się 4,59 miliarda lat temu (około 50 milionów lat przed Ziemią), mógł znajdować się bliżej lub dalej od centrum galaktyki, a nie w połowie drogi w kierunku zewnętrzna krawędź, gdzie jest teraz.
Migrujące gwiazdy pomagają również wyjaśnić długotrwały problem w chemicznej mieszaninie gwiazd w sąsiedztwie naszego Układu Słonecznego, o której od dawna wiadomo, że jest bardziej mieszana i rozcieńczona, niż można by się spodziewać, gdyby gwiazdy spędzały całe życie tam, gdzie się urodziły. Naukowcy twierdzą, że dzięki przyciągnięciu gwiazd z bardzo różnych początkowych lokalizacji sąsiedztwo Słońca stało się bardziej zróżnicowanym i interesującym miejscem.
Odkrycia opierają się na kilku seriach symulacji, ale naukowcy planują przeprowadzić szereg symulacji o różnych właściwościach fizycznych, aby wygenerować różnego rodzaju dyski galaktyczne, a następnie ustalić, czy gwiazdy wykazują podobną zdolność do migracji na duże odległości w różnych typach galaktyki dyskowe.
Źródło: University of Washington
