Στις πρώτες μέρες του Σύμπαντός μας, πριν από 13 δισεκατομμύρια χρόνια, υπήρχε πολύ μικρή δομή. Υπήρχαν αστέρια, και σχηματίζονταν με γρήγορο ρυθμό, ξεκινώντας αυτό που είναι γνωστό ως η Εποχιακή Εποχή. Αλλά οι τεράστιοι, μεγαλοπρεπείς γαλαξίες που βλέπουμε σήμερα, συμπεριλαμβανομένου του Γαλαξία μας, δεν είχαν ακόμη σχηματιστεί.
Οι πρώτοι γαλαξίες που σχηματίστηκαν ήταν νάνοι γαλαξίες και με την πάροδο του χρόνου, συγχωνεύτηκαν μαζί για να χτίσουν τους τύπους σπειροειδών γαλαξιών που βλέπουμε σήμερα. Οι αστρονόμοι γνωρίζουν ότι συνέβη αυτό, αλλά το ακριβές χρονοδιάγραμμα για τον Γαλαξία μας ήταν ασαφές. Τώρα μια νέα μελέτη που δημοσιεύθηκε στο Nature Astronomy αποκάλυψε μερικές από τις λεπτομέρειες στη διαμόρφωση του γαλαξία μας.
Η νέα μελέτη, με τίτλο "Ανακαλύπτοντας τη γέννηση του Γαλαξία μέσω ακριβών αστρικών εποχών με τη Gaia" βασίζεται σε δεδομένα από το διαστημικό σκάφος Gaia της ESA. Η αποστολή της Gaia είναι να χαρτογραφήσει τα αστέρια στον Γαλαξία μας. Δεν θα χαρτογραφήσει όλα αυτά, αλλά θα μετρήσει με ακρίβεια τη θέση και την κίνηση ενός μόλις τοις εκατό των 100 δισεκατομμυρίων αστεριών του γαλαξία. Αυτό το δείγμα αποκαλύπτει μια συνολική εικόνα του γαλαξία.
Η κίνηση ενός άστρου μεταδίδεται σε αυτό το αστέρι κατά τον σχηματισμό του. Η Gaia δημιουργεί έναν τρισδιάστατο χάρτη του Γαλαξία μετρώντας αυτήν την κίνηση. Ουσιαστικά, αυτός ο χάρτης επιτρέπει στους αστρονόμους να κοιτάξουν πίσω στο χρόνο, εντοπίζοντας την κίνηση του αστεριού προς τα πίσω. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο τα δεδομένα Gaia είναι ένα τόσο ισχυρό εργαλείο για την κατανόηση της ιστορίας του Γαλαξία μας.
Μια ομάδα αστρονόμων από το Instituto de Astrofisica de Canarias (IAC) χρησιμοποίησε αυτά τα δεδομένα για να εξετάσει την ιστορία του Γαλαξία μας και να μάθει πώς έμοιαζε στο παρελθόν. Ο κύριος συγγραφέας του άρθρου είναι η Carme Gallart, ερευνητής στο IAC. Σε ένα δελτίο τύπου, ο Gallart είπε: «Έχουμε αναλύσει και συγκρίνουμε με τα θεωρητικά μοντέλα, την κατανομή των χρωμάτων και των μεγεθών (φωτεινότητες) των αστεριών στον Γαλαξία, χωρίζοντάς τα σε διάφορα συστατικά. το λεγόμενο αστρικό φωτοστέφανο (μια σφαιρική δομή που περιβάλλει τους σπειροειδείς γαλαξίες) και τον παχύ δίσκο (αστέρια που σχηματίζουν τον δίσκο του Γαλαξία μας, αλλά καταλαμβάνουν ένα συγκεκριμένο εύρος ύψους.) "
Οι αστρονόμοι έχουν μελετήσει το γαλαξιακό φωτοστέφανο του Γαλαξία και έχουν βρει δύο ξεχωριστούς πληθυσμούς αστεριών εκεί. Ένας από αυτούς τους πληθυσμούς κυριαρχείται από μπλε αστέρια. Η κίνηση αυτών των αστεριών είπε στους αστρονόμους ότι είναι τα απομεινάρια ενός νάνου γαλαξία που συγχωνεύτηκε με τον Γαλαξία μας. Αυτός ο αρχαίος νάνος γαλαξίας ονομάζεται Gaia-Enceladus. Ο άλλος πληθυσμός στο φωτοστέφανο αποτελείται από κόκκινα αστέρια. Η ιστορία αυτών των αστεριών και το χρονοδιάγραμμα της συγχώνευσης του Γαλαξία / Γαία-Εγκέλαδου δεν ήταν ποτέ καλά κατανοητή.
Χάρη στην αποστολή Gaia και το έργο αυτών των αστρονόμων, έχουμε πλέον καλύτερη κατανόηση της συγχώνευσης.
«Η ανάλυση των δεδομένων από την Gaia μας επέτρεψε να αποκτήσουμε την κατανομή των ηλικιών των αστεριών και στα δύο συστατικά και έχει δείξει ότι τα δύο σχηματίζονται από εξίσου παλιά αστέρια, τα οποία είναι παλαιότερα από αυτά του παχιού δίσκου», λέει ο ερευνητής της IAC και συν-συγγραφέας Chris Brook.
Αλλά αυτό δημιουργεί μια άλλη ερώτηση: Εάν και οι δύο πληθυσμοί αστεριών είναι της ίδιας ηλικίας, πώς είναι διαφορετικοί; Κυρίως οφείλεται στη μεταλλικότητά τους.
«Το τελευταίο κομμάτι του παζλ δόθηκε από την ποσότητα των« μετάλλων »(στοιχεία που δεν είναι υδρογόνο ή ήλιο) στα αστέρια του ενός συστατικού ή του άλλου», εξήγησε ο Tomás Ruiz Lara, ερευνητής και συν-συγγραφέας του IAC. "Τα αστέρια στο μπλε συστατικό έχουν μικρότερη ποσότητα μετάλλων από αυτά του κόκκινου συστατικού."
Αυτά τα ευρήματα, με την προσθήκη των προβλέψεων των προσομοιώσεων που αναλύονται επίσης στο άρθρο, επέτρεψαν στους ερευνητές να ολοκληρώσουν την ιστορία του σχηματισμού του Γαλαξία μας.
Τα αποτελέσματα αυτής της εργασίας αφηγούνται μια ιστορία σχηματισμού αστεριών και γαλαξιακής συγχώνευσης και ανάπτυξης που οδηγεί στον σημερινό Γαλαξία μας.
Αυτή η ιστορία ξεκινά πριν από 13 δισεκατομμύρια χρόνια, αρκετά εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια μετά το Big Bang, όταν τα αστέρια σχηματίζονταν σε δύο ξεχωριστά συστήματα. Ο ένας ήταν ο νάνος γαλαξίας της Γαίας-Εγκέλαδου και ο άλλος ήταν ο πρόγονος του Γαλαξία μας. Ο πρώιμος Γαλαξίας ήταν περίπου 4 φορές πιο ογκώδης από τον γαλαξία του νάνου και αποτελούταν από νεότερα, υψηλότερα αστέρια μεταλλικότητας.
Πριν από περίπου 10 δισεκατομμύρια χρόνια, υπήρξε μια βίαιη σύγκρουση μεταξύ της Γαίας-Εγκέλαδου και του πρώιμου Γαλαξία. Αυτό το γεγονός έθεσε κάποια αστέρια από τον νάνο γαλαξία και μερικά από τον μεγαλύτερο Γαλαξία σε χαοτική κίνηση, και τελικά σχημάτισαν το φωτοστέφανο. Στη συνέχεια, υπήρξε μια μακρά περίοδος χαοτικών εκρήξεων αστρικού σχηματισμού, έως ότου τα πράγματα υποχώρησαν περίπου 6 δισεκατομμύρια χρόνια πριν. Στη συνέχεια, το αέριο εγκαταστάθηκε στον δίσκο του γαλαξία και μας έδωσε αυτό που ονομάζουμε λεπτό δίσκο.
«Μέχρι τώρα όλες οι κοσμολογικές προβλέψεις και παρατηρήσεις μακρινών σπειροειδών γαλαξιών που μοιάζουν με τον Γαλαξία μας δείχνουν ότι αυτή η βίαιη φάση συγχώνευσης μεταξύ μικρότερων δομών ήταν πολύ συχνή», εξηγεί ο Matteo Monelli, ερευνητής του IAC και συν-συγγραφέας του άρθρου. . «Τώρα καταφέραμε να αναγνωρίσουμε την ιδιαιτερότητα της διαδικασίας στο δικό μας Γαλαξία, αποκαλύπτοντας τα πρώτα στάδια της κοσμικής μας ιστορίας με άνευ προηγουμένου λεπτομέρεια».
Περισσότερο:
- Δελτίο Τύπου: Οι πρώτες μέρες του Γαλαξία μας αποκαλύφθηκαν
- Ερευνητικό άρθρο: Ανακαλύπτοντας τη γέννηση του Γαλαξία μέσω ακριβών αστρικών εποχών με τη Γαία
- Η αποστολή Gaia της ESA
