Kao i mnoge druge spiralne galaksije u Svemiru, Galaksija Mliječni Put sastoji se od dvije strukture slične disku - tankog i debelog diska. Debeli disk koji obavija tanki disk sadrži oko 20% zvijezda Mliječnog Puta i smatra se starijim od parova na osnovu sastava njegovih zvijezda (koji imaju veću metalnost) i njegove živahnije prirode.
Međutim, u nedavnoj studiji tim od 38 znanstvenika predvođenih istraživačima iz australskog ARC Centra izvrsnosti za svu nebesku astrofiziku u tri dimenzije (ASTRO-3D) koristio je podatke sada umirovljenika. Kepler misija za mjerenje stresa u disku Mliječnog Puta. Iz toga su pregledali službene procjene o starosti debelog diska Mliječne staze, za koji zaključuju da je star oko 10 milijardi godina.
Studija koja opisuje njihova otkrića - pod nazivom "Istraživanje K2-HERMES: starost i metalnost debelog diska" - nedavno se pojavila u časopisu Mjesečne obavijesti Kraljevskog astronomskog društva, Istraživački tim vodio je dr. Sanjib Sharma sa Sidnejskog instituta za astronomiju i ARC-ovog centra izvrsnosti za sve nebeske astrofizike u tri dimenzije (ASTRO-3D) i uključivao je članove s više sveučilišta i istraživačkih instituta.
Da bi odredio dob debelog diska, dr. Sharma i njegov tim koristili su metodu poznatu kao asteroseizmologija. Ono se sastoji od mjerenja oscilacija zvijezda uzrokovanih potresima, pri čemu kore zvijezde podnose nagle pomake slične potresima. Ovaj postupak omogućava istraživačima da vode "galaktičko-arheologiju", gdje su u stanju da se osvrnu na vrijeme formiranja Mliječnog puta (prije više od 13 milijardi godina).
Kako je Dennis Stello - izvanredni profesor na Sveučilištu New South Wales i koautor studije - objasnio, ovo im je omogućilo da odrede unutarnju strukturu zvijezde:
"Potresi stvaraju zvučne valove unutar zvijezda koji ih čine da zvone ili vibriraju. Proizvedene frekvencije govore nam o unutarnjim svojstvima zvijezda, uključujući njihovu starost. Malo je poput identifikacije violine kao Stradivarija slušajući zvuk koji stvara. "
Važno je napomenuti da astronomi nisu u stanju otkriti stvarne "zvukove" generirane zvijezdama. Umjesto toga, pokreti u unutrašnjosti zvijezde mjere se na temelju promjena u svjetlini zvijezde. Prethodno su astronomi primijetili da su opažanja provedena u Kepler misija se nije slagala s modelima strukture Mliječnog puta - koji su predviđali da će debeli disk posjedovati zvijezde manje mase.
Do sada je bilo nejasno je li ta nepodudarnost bila zbog netočnosti u galaktičkim modelima ili zbog problema u kriterijima odabira zvijezda. Korištenje novih podataka iz K2 misije, Sharma i njegovi kolege otkrili su da je to prethodno. U osnovi, prethodni galaktički modeli pretpostavljali su da je debeli disk napunjen zvijezdama niske mase, metalnih metala.
Međutim, koristeći K2 podaci misije za provođenje svježe spektroskopske analize, dr. Sharma i njegov tim utvrdili su da je kemijski sastav ugrađen u postojeće modele netočan, što je dovelo do netočnih procjena njihove dobi. Uzimajući to u obzir, dr. Sharma i njegov tim uspjeli su dovesti asteroseizmičke podatke u usklađivanje s onim što su predviđali galaktički modeli. Kao što je dr. Sharma objasnio:
"Ovo otkriće razotkriva misteriju ... Raniji podaci o raspoređivanju zvijezda na disku nisu se slagali s modelima konstruiranim da ga opišu, ali nitko nije znao odakle greška - u podacima ili modelima. Sada smo prilično sigurni da smo ga pronašli. "
Otkako je predstavljen 2009. godine, podatke prikupljene u Kepler misija sugerira da na debelom disku ima puno više mlađih zvijezda nego što su modeli predviđali. Iako nije prvenstveno osmišljen za provođenje astroarheologije, njegova sposobnost mjerenja promjena u svjetlini zvijezde (navodno zbog planetarnih tranzita) dobro je prilagođena za mjerenje zvjezdanog potresa.
"Zvijezde su samo sferni instrumenti puni plina, ali njihove su vibracije malene, tako da moramo paziti", rekao je Sharma. "Izvrsne mjere mjerenja svjetline Kepler bili su idealni za to. Teleskop je bio toliko osjetljiv da bi mogao prepoznati prigušenje farova automobila dok je buha hodala po njemu. "
Ovi nalazi pokazuju da čak i nakon što su dva reakcijska kotača propala 2013. godine, Kepler još uvijek bio u mogućnosti provoditi vrijedna zapažanja kao dio svojih K2 kampanja. Rezultati ove studije također su snažan pokazatelj analitičke moći asteroseizmologije i njezine sposobnosti procjenjivanja starosti zvijezda. Očekuje se još otkrića dok znanstvenici nastavljaju prelijevati podatke dobivene misijom prije nego što je prestala s radom u studenom 2018. godine.
Analiza ovih podataka kombinirat će se s novim informacijama koje je prikupio NASA-in tranzitni satelit za istraživanje egzoplaneta (TESS) - KeplerDuhovnog nasljednika, koji je u svemir došao prije samo sedam mjeseci Kepler u mirovini. Ove će informacije dodatno poboljšati procjene dobi za još više zvijezda unutar diska i pomoći astronomima da nauče više o stvaranju i razvoju Mliječnog puta.
