Перепись сотен тысяч субгигантских звезд в нашей галактике обеспечила возможность понять раннюю историю Млечного Пути. Астрономы обнаружили, что скорость звездообразования выросла около 11 миллиардов лет назад. Работа также предоставила подробную хронологию раннего роста и эволюции Млечного Пути в течение его бурных “подростковых” лет.

Просто глядя на большинство звезд, вы не узнаете, сколько им лет. Вот почему Маошэн Сиань и Ханс-Вальтер Рикс (Институт астрономии Макса Планка, Германия) сосредоточились на субгигантах, для которого существует четкая связь между светимостью и возрастом. Большинство звезд кратко проходят через эту субгигантскую фазу на более поздних стадиях эволюции. В то время как большая часть водородного топлива в центре звезды была преобразована в гелий, синтез водорода все еще происходит в толстой оболочке вокруг ядра. Результирующая светимость звезды во многом зависит от ее массы: массивные субгиганты светят ярче, чем менее массивные.

Маломассивным звездам может потребоваться много миллиардов лет, прежде чем они достигнут короткой субгигантской фазы, в то время как эволюция звездных тяжеловесов происходит намного быстрее. В результате перепись нынешней популяции субгигантов сообщает вам их возрастное распределение: самые яркие из них должны быть молодыми, в то время как более слабые намного старше.

Сиань и Рикс выбрали около 250 000 субгигантов из все еще растущего архива данных Европейской космической обсерватории Gaia, для которого была доступна подробная информация о положении звезд, расстояниях и движениях. Существующие спектроскопические наблюдения с помощью многообъектного волоконного спектроскопического телескопа большой площади неба (LAMOST) в Китае также предоставили исследователям химический состав звезд — в частности, обилие элементов тяжелее водорода и гелия (называемых металлами на астрономическом языке).

В выпуске Natureот от 23 марта два астронома представили результаты своего детального анализа: хронология основных событий в ранней истории Млечного Пути. В частности, они обнаружили, что скорость звездообразования достигла пика около 11 миллиардов лет назад, почти наверняка является прямым результатом слияния между нашей зарождающейся галактикой и меньшим нарушителем по прозвищу Гайя Энцелад.

Но это еще не все. Данные также проливают свет на происхождение толстого диска Млечного Пути, более пушистого блина старых звезд диаметром около 100 000 световых лет и толщиной 6000 световых лет. (Более новые звезды населяют тонкий диск, который больше похож на спиралевидный креп толщиной всего около 1000 световых лет).

Из своих данных Сиань и Рикс заключают, что толстый диск уже начал формироваться около 13 миллиардов лет назад, всего через 800 миллионов лет после Большого взрыва — задолго до происхождения малонаселенного галактического гало. Два миллиарда лет спустя газ все еще заполнял толстый диск, и когда Млечный Путь слился с Гайей Энцелад, мощные ударные волны подтолкнули газ к образованию многих новых звезд. Звездообразование в толстом диске продолжалось еще пару миллиардов лет, поскольку первичный газ продолжал течь к растущей галактике.

Интересно, что звезды, которые родились на этих ранних стадиях эволюции Млечного Пути, показывают неожиданное простое распределение обилия тяжелых элементов. Поскольку взрывы сверхновых выбрасывают тяжелые элементы в межзвездную среду (ISM), молодые звезды имеют более высокую металличность чем старше. Но для звезд того же возраста металличность оказывается независимой от их расстояния от галактического центра — удивительный результат, поскольку вы ожидаете, что тяжелые элементы медленно “опускаются” к ядру Млечного Пути. “[Это] означает, что ISM должен был оставаться пространственно смешанным в течение всего этого периода”, — пишут исследователи. Сопроводительный пресс-релиз описывает это как “ключевой результат” новой работы.

Еще один важный переход произошел около 8 миллиардов лет назад. Кажется, что-то истощило газ в толстом диске, и в результате звездообразование остановилось. Тем не менее, рождение звезд продолжалось в тонком диске, который является домом для большинства нынешних спиральных рукавов, молекулярных облаков и областей звездообразования в Млечном Пути. Сиань и Рикс смогли различить популяции толстых и тонких дисков, проанализировав орбиты и состав звезд.

“Это очень хороший результат», — говорит Амина Хельми (Университет Гронингена, Нидерланды), чья команда в 2018 году идентифицировала звездные останки Гайи Энцелад, также в данных Gaia. “Глядя на субгигантов, [Сиань и Рикс] предоставляют совершенно новую перспективу” на событие слияния.

По словам Хельми, будущие выпуски данных Gaia, которые, вероятно, будут работать до начала 2025 года, могут в конечном итоге позволить астрономам полностью восстановить раннюю историю Млечного Пути, от его хаотичного происхождения и бурной молодости до его нынешнего спокойного среднего возраста. “Это было бы здорово,” говорит она, — и это то, на что я надеюсь“.

. Top.Mail.Ru