Астрономы обнаружили "сердце" Млечного Пути

Используя измерения самой точной из когда-либо составленных трехмерных карт галактики, а также нейронную сеть для исследования химического состава более 2 миллионов звезд, группа астрономов идентифицировала 18 000 звезд из младенчества нашей галактики, когда она только начинала компактная коллекция протогалактик, собравшихся вместе, чтобы мечтать о большем. Исследование опубликовано в The Astrophysical Journal.

Намеки на это звездное население были выявлены в предыдущих исследованиях.

Читайте также: Астрономы обнаружили самую большую галактику в истории (Фото)

«Но наши результаты, — пишет группа под руководством астронома Ганса-Вальтера Рикса из Института астрономии Макса Планка, — существенно уточняют существующую картину, показывая, что действительно существует прочно связанный in situ «айсберг», вершины которого были признавался раньше».

13-миллиардная история Млечного Пути — это гигантская восхитительная головоломка, которую необходимо реконструировать из состояния галактики сегодня.

Популяции звезд могут быть связаны на основе общих черт, таких как их движение и их химический состав, свойство, известное как металличность . Здесь в дело вступает космическая обсерватория ESA Gaia.

Спутник долгие годы делил орбиту Земли вокруг Солнца, тщательно отслеживая звезды и измеряя их трехмерное положение и движение в галактике.

Кроме того, Gaia проводит измерения, позволяющие оценить металличность звезд.

Металличность может связывать звезды вместе, потому что звезды с похожим составом могли родиться в одном и том же месте в одно и то же время. Но он также может приблизительно сказать нам, сколько лет звезде, потому что некоторых элементов просто не было во Вселенной до тех пор, пока вокруг не появились звезды, из которых они образовались.

Сразу после Большого взрыва, произошедшего 13,8 миллиарда лет назад, не было большого разнообразия элементов.

Первичная Вселенная в основном состояла из водорода, с небольшим количеством гелия и не более того. Когда первые звезды образовались из сгустков в этой среде, их горячие плотные ядра начали сталкивать атомы друг с другом, образуя более тяжелые элементы: водород в гелий, гелий в углерод и так далее, вплоть до железа для самых массивных звезд.

Как только звезды достигают предела своей способности синтезировать атомные ядра, они умирают, часто в процессе, похожем на вспышку сверхновой , которая выбрасывает продукты их синтеза в космос.

Энергетические взрывы сверхновых также производят более тяжелые металлы, такие как золото, серебро и уран. Затем молодые звезды поглощают эти элементы по мере их формирования.

Чем позже во Вселенной образуется звезда, тем больше в ней металлов. Следовательно, более высокая металличность означает более молодую звезду; а звезды с низким содержанием металлов считаются старше. Но не все звездные орбиты одинаковы, поскольку они движутся вокруг галактического центра.

Когда вы находите группу звезд с одинаковым содержанием металлов на сходном орбитальном пути, разумно заключить, что эта группа звезд представляет собой популяцию, которая существовала вместе в течение очень долгого времени, возможно, с момента образования.

Рикс и его коллеги использовали данные Gaia для наблюдения за красными гигантскими звездами в пределах нескольких тысяч световых лет от Млечного Пути. Они идентифицировали 2 миллиона звезд, свет от которых был проанализирован нейронной сетью, которая могла определять металличность.

И они обнаружили популяцию звезд с одинаковым возрастом, количеством и орбитами, предполагая, что они присутствовали до того, как Млечный Путь был заполнен звездами и раздулся в результате столкновений с другими галактиками , начиная примерно 11 миллиардов лет назад.

Мы знаем, что самые старые звезды в Млечном Пути появились еще до первого крупного столкновения с галактикой под названием Гея-Энцелад, но эта популяция в галактическом центре, по-видимому, представляет собой их целостную популяцию.

Рикс назвал их «бедным старым сердцем» Млечного Пути, потому что они бедны металлами, очень старые и их можно найти в самом сердце галактики. Население, по словам исследователей, составляют остатки протогалактик.

Эти пучки звезд, сформировавшиеся в ранней Вселенной, были не полноценными галактиками, а их зародышами. В младенчестве Млечного Пути три или четыре из этих семян слиплись вместе, чтобы сформировать ядро ​​того, что станет нашей родной галактикой.

Бедные звезды старого сердца не родились в этих протогалактиках, а являются поколением звезд, которые образовались, когда звезды протогалактики умерли. Исследователи обнаружили, что им более 12,5 миллиардов лет.

Захватывающее открытие поднимает множество вопросов, которые исследователи надеются исследовать.

Каково пространственное распределение этих звезд? Имеются ли у них какие-либо особые соотношения численности, которые могли бы рассказать нам больше о ранних условиях Млечного Пути? 

Фото: В. Рикс/MPIA/pixabay.com

Читайте также: Астрофизики обнаружили за пределами нашей Галактики огромные космические нити (Фото)