Невелика кількість зірок, розкиданих по центру Чумацького Шляху, є залишками стародавнього галактичного ядра, коли наша галактика була ще новою.
Використовуючи вимірювання найточнішої тривимірної карти галактики, коли-небудь складеної, а також нейронну мережу для дослідження хімічного складу понад 2 мільйонів зірок, команда астрономів ідентифікувала 18 000 зірок із зародження нашої галактики, коли вона була лише компактна колекція протогалактик, які збираються разом, щоб мріяти про більші речі.
Натяки на цю зоряну популяцію були виявлені в попередніх дослідженнях .
«Але наші результати, — пише група під керівництвом астронома Ханса-Вальтера Рікса з Інституту астрономії Макса Планка, — суттєво конкретизують існуючу картину, показуючи, що на місці справді існує щільно зв’язаний «айсберг», вершини якого були виявлені. визнаний раніше».
13-мільярдна історія Чумацького Шляху — це гігантська, смачна головоломка, яку необхідно реконструювати за сучасним станом галактики.
Населення зірок можна пов’язати на основі спільних рис, таких як їх рух і хімічний склад, властивість, відома як металічність . Тут на допомогу приходить космічна обсерваторія Gaia ESA .
Супутник роками перебував там, розділяючи орбіту Землі навколо Сонця, ретельно відстежуючи зірки та вимірюючи їхнє тривимірне положення та рухи в галактиці.
Крім того, Gaia проводить вимірювання, які дозволяють оцінити металевість зірок.
Металічність може об’єднувати зірки, тому що зірки, які мають подібний склад, могли народитися в одному місці в один і той же час. Але це також може приблизно сказати нам, скільки років зірці, тому що певних елементів просто не було у Всесвіті, доки не з’явилися зірки, які їх утворили.
Відразу після Великого вибуху 13,8 мільярда років тому елементарне розмаїття було незначним.
Первинний Всесвіт в основному складався з водню з невеликою часткою гелію і не багато іншого. Коли перші зірки утворилися зі згустків у цьому середовищі, їх гарячі щільні ядра почали розбивати атоми разом, утворюючи важчі елементи: водень у гелій, гелій у вуглець і так далі, аж до заліза для наймасивніших зірок .
Коли зірки досягають межі своєї здатності зливати атомні ядра, вони гинуть, часто в процесі, подібному спалаху наднової зірки , який розпилює продукти їх синтезу в космос.
Енергійні вибухи наднових також утворюють більш важкі метали , такі як золото, срібло та уран. Дитячі зірки потім беруть ці елементи, коли вони формуються.
Чим пізніше у Всесвіті формується зірка, тим більше металів вона, імовірно, матиме. Отже, вища металічність означає молодшу зірку; а «бідні на метал» зірки вважаються старшими. Але не всі зоряні орбіти однакові, оскільки вони проходять навколо галактичного центру.
Коли ви знаходите групу зірок із подібним вмістом металу на подібному орбітальному шляху, розумно зробити висновок, що ця група зірок є популяцією, яка була разом протягом дуже тривалого часу, можливо, з моменту формування.
Рікс і його колеги використовували дані Gaia, щоб спостерігати червоні гіганти в межах кількох тисяч світлових років від Чумацького Шляху. Вони ідентифікували 2 мільйони зірок, світло від яких було проаналізовано нейронною мережею, яка могла точно визначити металічність.
І вони виявили популяцію зірок із подібним віком, чисельністю та орбітами, що свідчить про те, що вони існували до того, як Чумацький Шлях заповнився зірками та роздувся в результаті зіткнень з іншими галактиками , починаючи приблизно 11 мільярдів років тому.
Ми знаємо, що найдавніші зірки в Чумацькому Шляху передували першому великому зіткненню з галактикою під назвою Гея-Енцелад, але ця популяція в центрі галактики, здається, є їх цілої популяцією.
Рікс назвав їх «бідним старим серцем» Чумацького Шляху, тому що вони бідні металами, дуже старі і їх можна знайти в серці галактики. Населення, кажуть дослідники, є залишками протогалактик.
Ці пучки зірок, які утворилися в ранньому Всесвіті, були не повноцінними галактиками, а їх насінням. У дитинстві Чумацького Шляху три або чотири з цих насіння злилися разом, щоб утворити ядро того, що стане нашою рідною галактикою.
Бідні старі зірки-серця не народилися в цих протогалактиках, а є поколінням зірок, які утворилися, коли зірки протогалактики померли. Дослідники виявили, що їм понад 12,5 мільярдів років.
Захоплююче відкриття викликає багато питань , які дослідники сподіваються дослідити.
Який просторовий розподіл цих зірок? Чи є у них якісь особливі коефіцієнти чисельності, які могли б розповісти нам більше про перші умови Чумацького Шляху? Що їх розподіл може сказати нам про історію зіткнень Чумацького Шляху ?
І, мабуть, найважче, чи можуть вони привести нас до тих зірок — менших, тьмяніших і їх важче знайти — які, можливо, були в перших протогалактиках, коли вони об’єдналися на найдавніших стадіях формування Чумацького Шляху?
Він може бути старим і бідним на метал, але стародавнє серце Чумацького Шляху може виявитися надзвичайно багатим на відповіді про нашу галактичну історію.
