Από τη γέννηση της σύγχρονης αστρονομίας, οι επιστήμονες προσπάθησαν να προσδιορίσουν την πλήρη έκταση του γαλαξία του Γαλαξία και να μάθουν περισσότερα για τη δομή, το σχηματισμό και την εξέλιξή του. Σύμφωνα με τις τρέχουσες θεωρίες, πιστεύεται ευρέως ότι ο Γαλαξίας σχηματίστηκε λίγο μετά το Big Bang (περίπου 13,51 δισεκατομμύρια χρόνια πριν). Αυτό ήταν το αποτέλεσμα των πρώτων αστεριών και συστάδων αστεριών, καθώς και της αύξησης του αερίου απευθείας από το γαλαξιακό φωτοστέφανο.
Από τότε, πολλοί γαλαξίες πιστεύεται ότι έχουν συγχωνευθεί με τον Γαλαξία, ο οποίος πυροδότησε το σχηματισμό νέων αστεριών. Αλλά σύμφωνα με μια νέα μελέτη από μια ομάδα Ιαπώνων ερευνητών, ο γαλαξίας μας είχε μια πιο ταραχώδη ιστορία από ό, τι πιστεύαμε προηγουμένως. Σύμφωνα με τα ευρήματά τους, ο Γαλαξίας βίωσε μια αδρανής εποχή ανάμεσα σε δύο περιόδους σχηματισμού αστεριών που διήρκεσαν για δισεκατομμύρια χρόνια, πεθαίνοντας αποτελεσματικά πριν ξαναζωντανεύουν.
Η μελέτη τους, με τίτλο «Ο σχηματισμός των ηλιακών γειτονικών αστεριών σε δύο γενιές χωρισμένες κατά 5 δισεκατομμύρια χρόνια», εμφανίστηκε πρόσφατα στο επιστημονικό περιοδικό Φύση. Η μελέτη διεξήχθη από τον Masafumi Noguchi, έναν αστρονόμο από το Αστρονομικό Ινστιτούτο στο Πανεπιστήμιο Tohoku της Ιαπωνίας. Χρησιμοποιώντας μια νέα ιδέα γνωστή ως «ψυχρή ροή», ο Noguchi υπολόγισε την εξέλιξη του Γαλαξία σε μια περίοδο 10 δισεκατομμυρίων ετών.
Αυτή η ιδέα της αύξησης του κρύου αερίου προτάθηκε για πρώτη φορά από τον Avishai Dekel - τον Πρόεδρο της Θεωρητικής Φυσικής Andre Aisenstadt στο Εβραϊκό Πανεπιστήμιο της Ιερουσαλήμ - και τους συναδέλφους του για να εξηγήσουν πώς οι γαλαξίες συγκεντρώνουν αέριο από τον περιβάλλοντα χώρο κατά τη διάρκεια του σχηματισμού τους. Η ιδέα του σχηματισμού δύο σταδίων έχει επίσης προταθεί στο παρελθόν από τον Yuval Birnboim - ανώτερο λέκτορα στο εβραϊκό πανεπιστήμιο - και από συναδέλφους για να εξηγήσουν τον σχηματισμό πιο μαζικών γαλαξιών στο σύμπαν μας.
Ωστόσο, μετά την κατασκευή ενός μοντέλου του Γαλαξία χρησιμοποιώντας δεδομένα σύνθεσης των αστεριών του, ο Noguchi κατέληξε στο συμπέρασμα ότι ο δικός μας γαλαξίας βίωσε επίσης δύο στάδια σχηματισμού αστεριών. Σύμφωνα με τη μελέτη του, η ιστορία του Γαλαξία μπορεί να διακριθεί εξετάζοντας τις στοιχειώδεις συνθέσεις των αστεριών του, οι οποίες είναι το αποτέλεσμα της σύνθεσης του αερίου από το οποίο σχηματίζονται.
Όταν κοιτάζουμε τα αστέρια στη συνοικία Solar, πολλές αστρονομικές έρευνες έχουν σημειώσει ότι υπάρχουν δύο ομάδες που έχουν διαφορετικές χημικές συνθέσεις. Το ένα είναι πλούσιο σε στοιχεία όπως οξυγόνο, μαγνήσιο και πυρίτιο (άλφα στοιχεία) ενώ το άλλο είναι πλούσιο σε σίδηρο. Ο λόγος αυτής της διχοτομίας ήταν ένα μακροχρόνιο μυστήριο, αλλά το μοντέλο του Noguchi παρέχει μια πιθανή απάντηση.
Σύμφωνα με αυτό το μοντέλο, ο Γαλαξίας ξεκίνησε όταν οι ροές ψυχρού αερίου εισήλθαν στον γαλαξία και οδήγησαν στο σχηματισμό της πρώτης γενιάς αστεριών. Αυτό το αέριο περιείχε άλφα στοιχεία ως αποτέλεσμα των βραχύβιων supernovae τύπου II - όπου ένα αστέρι υφίσταται πυρήνα κατάρρευση στο τέλος του κύκλου ζωής του και στη συνέχεια εκρήγνυται - απελευθερώνοντας αυτά τα στοιχεία στο διαγαλαξιακό μέσο. Αυτό οδήγησε στην πρώτη γενιά των αστεριών να είναι πλούσια σε άλφα στοιχεία.
Στη συνέχεια, περίπου 7 δισεκατομμύρια χρόνια πριν, εμφανίστηκαν κύματα σοκ που θερμαίνουν το αέριο σε υψηλές θερμοκρασίες. Αυτό προκάλεσε το ψυχρό αέριο να σταματήσει να ρέει στον γαλαξία μας, με αποτέλεσμα να σταματήσει ο σχηματισμός αστεριών. Μια περίοδος αδράνειας δύο δισεκατομμυρίων ετών συνεχίστηκε στον γαλαξία μας. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, οι μακροχρόνιες σουπερνόβες τύπου Ia - που εμφανίζονται σε δυαδικά συστήματα όπου ένας λευκός νάνος σιφονίζει σταδιακά υλικό από τον σύντροφό του - εγχύθηκε σίδηρο στο διαγαλαξιακό αέριο και άλλαξε τη στοιχειακή του σύνθεση.
Με την πάροδο του χρόνου, το διαγαλαξιακό αέριο άρχισε να ψύχεται εκπέμποντας ακτινοβολία και άρχισε να ρέει πίσω στον γαλαξία πριν από 5 δισεκατομμύρια χρόνια. Αυτό οδήγησε σε μια δεύτερη γενιά σχηματισμού αστεριών, που περιλάμβανε τον Ήλιο μας, που ήταν πλούσιο σε σίδηρο. Αν και ο σχηματισμός δύο σταδίων έχει προτείνει πολύ πιο μεγάλους γαλαξίες στο παρελθόν, ο Noguchi κατάφερε να επιβεβαιώσει ότι η ίδια εικόνα ισχύει και για τον δικό μας Γαλαξία.
Επιπλέον, άλλες μελέτες έχουν δείξει ότι το ίδιο μπορεί να ισχύει και για τον πλησιέστερο γείτονα του Γαλαξία, τον γαλαξία Andromeda. Εν ολίγοις, το μοντέλο του Noguchi προβλέπει ότι οι μαζικοί σπειροειδείς γαλαξίες αντιμετωπίζουν ένα κενό στο σχηματισμό των αστεριών, ενώ οι μικρότεροι γαλαξίες δημιουργούν τα αστέρια συνεχώς.
Στο μέλλον, οι παρατηρήσεις από υπάρχοντα και τηλεσκόπια επόμενης γενιάς είναι πιθανό να παρέχουν πρόσθετα στοιχεία για αυτά τα φαινόμενα και να μας πουν πολλά περισσότερα για τον σχηματισμό γαλαξιών. Από αυτό, οι αστρονόμοι θα μπορούν επίσης να κατασκευάσουν ολοένα και πιο ακριβή μοντέλα για το πώς το Σύμπαν μας εξελίχθηκε με την πάροδο του χρόνου.
