U prvim danima našeg Svemira, prije nešto više od 13 milijardi godina, postojalo je vrlo malo strukture. Bilo je zvijezda i formirale su se brzo brzinom kojom su započele ono što je poznato kao Zvjezdana era. Ali ogromne, veličanstvene galaksije koje danas vidimo, uključujući našu galaksiju Mliječni put, još se nisu formirale.
Prve galaksije koje su se formirale bile su patuljaste galaksije i vremenom su se spojile kako bi izgradile vrste spiralnih galaksija koje danas vidimo. Astronomi znaju da se to dogodilo, ali točna vremenska crta Mliječnog puta nije jasna. Sada je nova studija objavljena u Nature Astronomy otkrila neke detalje u formiranju naše kućne galaksije.
Nova studija pod nazivom "Otkrivanje rođenja Mliječnog puta kroz precizno zvjezdano doba s Gajom" temelji se na podacima s ESA-eve svemirske letjelice. Gajina misija je mapiranje zvijezda u Mliječnom putu. Neće ih mapirati sve, ali precizno će izmjeriti položaj i kretanje samo jednog posto od 100 milijardi zvijezda. Taj uzorak otkriva sveukupnu sliku galaksije.
Gibanje zvijezde daje se toj zvijezdi u trenutku njenog nastanka. Gaia stvara 3D kartu Mliječnog puta mjereći to kretanje. U osnovi, ova karta omogućuje astronomima da gledaju unatrag u vremenu, prateći kretanje zvijezde unatrag. Zbog toga su podaci Gaia tako moćan alat za razumijevanje povijesti Mliječnog puta.
Tim astronoma iz Instituto de Astrofisica de Canarias (IAC) koristio je ove podatke kako bi ispitao povijest Mliječnog puta i otkrio kako je to izgledalo u prošlosti. Vodeća autorica članka je Carme Gallart, istraživačica u IAC-u. U priopćenju za medije, Gallart je rekao: "Analizirali smo i uspoređivali s teoretskim modelima raspodjelu boja i veličina (svjetlina) zvijezda na Mliječnom putu, podijelivši ih u nekoliko komponenti; takozvani zvjezdani halo (sferna struktura koja okružuje spiralne galaksije) i debeli disk (zvijezde koje formiraju disk naše Galaksije, ali zauzimaju određeni raspon visine.) "
Astronomi su proučavali galaktički halo Mliječnog puta i pronašli tamo dvije različite populacije zvijezda. U jednoj od tih populacija dominiraju plave zvijezde. Pokret tih zvijezda rekao je astronomima da su oni ostaci patuljaste galaksije koja se spojila s Mliječnim putem. Ta drevna patuljasta galaksija nosi ime Gaia-Enceladus. Ostalo stanovništvo u halu čine crvene zvijezde. Povijest tih zvijezda i vremenski tijek spajanja Mliječnog puta / Gaia-Enceladusa nikada nisu dobro razumjeli.
Zahvaljujući misiji Gaia i radu ovih astronoma, sada razumijevamo spajanje.
"Analiza podataka iz Gaie omogućila nam je da dobijemo raspodjelu starosti zvijezda u obje komponente i pokazalo je da ih dvije formiraju jednako stare zvijezde, starije od onih debelog diska", kaže IAC-ov istraživač i koautor Chris Brook.
Ali to postavlja drugo pitanje: Ako su obje populacije zvijezda iste dobi, na koji se način razlikuju? Uglavnom se svodi na njihovu metalnost.
"Konačni dio slagalice dao je količina" metala "(elemenata koji nisu vodik ili helij) u zvijezdama jedne ili druge komponente", objasnio je Tomás Ruiz Lara, istraživač i koautor IAC-a. "Zvijezde u plavoj komponenti imaju manju količinu metala od one crvene komponente."
Ovi nalazi, uz dodatak predviđanja simulacija koje su također analizirane u članku, omogućile su istraživačima da dovrše povijest formiranja Mliječnog puta.
Rezultati ovog rada govore o stvaranju zvijezda i galaktičkom spajanju i rastu koji rezultira današnjim Mliječnim putem.
Ova priča počinje prije 13 milijardi godina, nekoliko stotina milijuna godina nakon Velikog praska, kada su se zvijezde formirale u dva odvojena sustava. Jedna je bila patuljasta galaksija Gaia-Enceladus, a druga je porijeklom našeg Mliječnog puta. Rani Mliječni put bio je oko 4 puta masivniji od patuljaste galaksije, a sačinjavali su ga mlađe zvijezde više metalikalnosti.
Prije otprilike 10 milijardi godina došlo je do žestokog sudara između Gaia-Enceladusa i ranog Mliječnog puta. Taj je događaj neke zvijezde iz patuljaste galaksije i neke iz veće Mliječne staze stavio u kaotično kretanje, i na kraju su formirali halo. Tada je bilo dugo razdoblje kaotičnih izbijanja zvijezdanih formacija, sve dok se stvari nisu smirile prije oko 6 milijardi godina. Zatim se plin taložio u disk galaksije i dao nam je ono što nazivamo tankim diskom.
"Do sada sva kozmološka predviđanja i promatranja udaljenih spiralnih galaksija sličnih Mliječnom putu ukazuju na to da je ova nasilna faza spajanja manjih struktura bila vrlo česta", objašnjava Matteo Monelli, istraživač IAC-a i koautor članka , "Sada smo uspjeli prepoznati specifičnosti procesa u vlastitoj Galaksiji, otkrivajući prve faze naše kozmičke povijesti s neviđenim detaljima."
Više:
- Priopćenje za javnost: Otkriveni su rani dani Mliječnog puta
- Članak o istraživanju: Otkrivanje rađanja Mliječnog puta kroz točne zvjezdane dobi s Gajom
- ESA-ova misija Gaia
