Παρά χιλιάδες χρόνια έρευνας και παρατήρησης, υπάρχουν πολλά που οι αστρονόμοι δεν γνωρίζουν ακόμα για τον Γαλαξία μας. Προς το παρόν, οι αστρονόμοι εκτιμούν ότι εκτείνεται από 100.000 έως 180.000 έτη φωτός και αποτελείται από 100 έως 400 δισεκατομμύρια αστέρια. Επιπλέον, για δεκαετίες, υπήρξαν άλυτα ερωτήματα σχετικά με το πώς εξελίχθηκε η δομή του γαλαξία μας κατά τη διάρκεια δισεκατομμυρίων ετών.
Για παράδειγμα, οι αστρονόμοι υποπτεύονται εδώ και πολύ καιρό ότι ο γαλαξιακός φωτοστέφανος προήλθε - γιγαντιαίες δομές αστεριών που περιστρέφονται πάνω και κάτω από τον επίπεδο δίσκο του Γαλαξία - σχηματίστηκαν από συντρίμμια που άφησαν πίσω από μικρότερους γαλαξίες που συγχωνεύτηκαν με τον Γαλαξία μας. Ωστόσο, σύμφωνα με μια νέα μελέτη μιας διεθνούς ομάδας αστρονόμων, φαίνεται ότι αυτά τα αστέρια μπορεί να προέρχονται από τον Γαλαξία, αλλά στη συνέχεια εκδιώχθηκαν.
Η μελέτη δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο περιοδικό Φύση κάτω από τον τίτλο «Δύο χημικά παρόμοιες αστρικές υπερβολικές πυκνότητες σε αντίθετες πλευρές του επιπέδου του γαλαξιακού δίσκου». Η μελέτη διεξήχθη από τη Margia Bergmann, μια ερευνητή από το Ινστιτούτο Max Planck για την Αστρονομία, και περιελάμβανε μέλη από το Εθνικό Πανεπιστήμιο της Αυστραλίας, το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Καλιφόρνια και πολλά πανεπιστήμια.
Για χάρη της μελέτης τους, η ομάδα βασίστηκε σε δεδομένα από το W.M. Παρατηρητήριο Keck για τον προσδιορισμό των προτύπων χημικής αφθονίας από 14 αστέρια που βρίσκονται στο γαλαξιακό φωτοστέφανο. Αυτά τα αστέρια εντοπίστηκαν σε δύο διαφορετικές δομές φωτοστέφανο - το Triangulum-Andromeda (Tri-And) και το αστρικό υπερβολικό μέγεθος A13 - που βρίσκονται περίπου 14.000 έτη φωτός πάνω και κάτω από το δίσκο του Γαλαξία.
Όπως εξήγησε ο Bergemann σε δελτίο τύπου του Παρατηρητηρίου Keck:
«Η ανάλυση των χημικών αφθονιών είναι ένα πολύ ισχυρό τεστ, το οποίο επιτρέπει, με τρόπο παρόμοιο με το ταίριασμα του DNA, να προσδιορίσει τον γονικό πληθυσμό του άστρου. Διαφορετικοί γονικοί πληθυσμοί, όπως ο δίσκος ή ο φωτοστέφανος του Γαλαξία, οι νάνοι δορυφορικοί γαλαξίες ή τα σφαιρικά σμήνη, είναι γνωστό ότι έχουν ριζικά διαφορετικές χημικές συνθέσεις. Έτσι, μόλις μάθουμε από τι είναι φτιαγμένα τα αστέρια, μπορούμε αμέσως να τα συνδέσουμε με τους γονείς τους. "
Η ομάδα έλαβε επίσης φάσματα από ένα επιπλέον χρησιμοποιώντας το Μεγάλο Τηλεσκόπιο (VLT) του Ευρωπαϊκού Νότιου Παρατηρητηρίου στη Χιλή. Συγκρίνοντας τις χημικές συνθέσεις αυτών των αστεριών με εκείνες που βρέθηκαν σε άλλες κοσμικές δομές, οι επιστήμονες παρατήρησαν ότι οι χημικές συνθέσεις ήταν σχεδόν ίδιες. Όχι μόνο ήταν παρόμοια εντός και μεταξύ των ομάδων που ήταν μελέτες, αλλά ταίριαζαν στενά με τα μοτίβα αφθονίας που βρέθηκαν στον εξωτερικό δίσκο του Γαλαξία.
Από αυτό, κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι αυτοί οι αστρικοί πληθυσμοί στο γαλαξιακό φωτοστέφανο σχηματίστηκαν στον Γαλαξία, αλλά στη συνέχεια μεταφέρθηκαν σε τοποθεσίες πάνω και κάτω από τον Γαλαξιακό Δίσκο. Αυτό το φαινόμενο είναι γνωστό ως «γαλαξιακή έξωση», όπου οι δομές σπρώχνονται από το επίπεδο του Γαλαξία όταν ένας τεράστιος νάνος γαλαξίας περνά μέσα από τον γαλαξιακό δίσκο. Αυτή η διαδικασία προκαλεί ταλαντώσεις που εκτοξεύουν αστέρια από το δίσκο, όπου κι αν κινείται ο νάνος γαλαξίας.
«Οι ταλαντώσεις μπορούν να συγκριθούν με τα ηχητικά κύματα σε ένα μουσικό όργανο», πρόσθεσε ο Bergemann. «Αυτό το ονομάζουμε« κουδούνισμα »στον γαλαξία του Γαλαξία« γαλακτοζεολογία », που έχει προβλεφθεί θεωρητικά πριν από δεκαετίες. Έχουμε πλέον τα πιο ξεκάθαρα στοιχεία για αυτές τις ταλαντώσεις στο δίσκο του γαλαξία μας που έχουν ληφθεί μέχρι τώρα! "
Αυτές οι παρατηρήσεις έγιναν δυνατές χάρη στο υψηλής ανάλυσης φασματόμετρο Echelle (HiRES) στο τηλεσκόπιο Keck. Όπως εξήγησε ο Judy Cohen, ο καθηγητής της αστρονομίας της Kate Van Nuys στο Caltech και συν-συγγραφέας της μελέτης:
«Η υψηλή απόδοση και η υψηλή φασματική ανάλυση των HIRES ήταν καθοριστικής σημασίας για την επιτυχία των παρατηρήσεων των αστεριών στο εξωτερικό μέρος του Γαλαξία μας. Ένας άλλος βασικός παράγοντας ήταν η ομαλή λειτουργία του Παρατηρητηρίου Keck. Η καλή υπόδειξη και ομαλή λειτουργία επιτρέπει σε κάποιον να πάρει φάσμα περισσότερων αστεριών σε λίγες μόνο νύχτες παρατήρησης. Τα φάσματα αυτής της μελέτης ελήφθησαν μόνο σε μια νύχτα του Keck, κάτι που δείχνει πόσο πολύτιμο μπορεί να είναι και μια νύχτα. "
Αυτά τα ευρήματα είναι πολύ συναρπαστικά για δύο λόγους. Από τη μία πλευρά, δείχνει ότι τα αστέρια φωτοστέφανο πιθανότατα προέρχονταν από το γαλαξιακό δίσκο σκέψης - ένα νεότερο μέρος του Γαλαξία μας. Από την άλλη πλευρά, δείχνει ότι ο δίσκος του Γαλαξία και η δυναμική του είναι πολύ πιο περίπλοκο από ό, τι πιστεύαμε προηγουμένως. Όπως είπε η Allyson Sheffield του LaGuardia Community College / CUNY, και συν-συγγραφέας στο χαρτί:
«Δείξαμε ότι μπορεί να είναι αρκετά κοινό για ομάδες αστεριών στο δίσκο να μετεγκατασταθούν σε πιο απομακρυσμένες σφαίρες εντός του Γαλαξία μας - έχοντας« κλωτσήσει »από έναν επιθετικό δορυφόρο γαλαξία. Παρόμοια χημικά πρότυπα μπορούν επίσης να βρεθούν σε άλλους γαλαξίες, υποδεικνύοντας μια πιθανή γαλαξιακή καθολικότητα αυτής της δυναμικής διαδικασίας. "
Ως επόμενο βήμα, οι αστρονόμοι σχεδιάζουν να αναλύσουν τα φάσματα των πρόσθετων αστεριών στην υπερ-πυκνότητα Tri-And και A13, καθώς και τα αστέρια σε άλλες αστρικές δομές που βρίσκονται πιο μακριά από το δίσκο. Σχεδιάζουν επίσης να καθορίσουν τις μάζες και τις ηλικίες αυτών των αστεριών, ώστε να περιορίσουν τα χρονικά όρια του πότε έλαβε χώρα αυτή η γαλαξιακή έξωση.
Στο τέλος, φαίνεται ότι έχει ενημερωθεί μια άλλη μακροχρόνια υπόθεση για τη γαλαξιακή εξέλιξη. Σε συνδυασμό με συνεχιζόμενες προσπάθειες για την ανίχνευση των πυρήνων των γαλαξιών - για να δούμε πώς σχετίζονται οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες και ο σχηματισμός των αστεριών - φαίνεται να πλησιάζουμε στην κατανόηση του πώς εξελίχθηκε το Σύμπαν μας με την πάροδο του χρόνου.
