Як виглядає наша галактика для інопланетних астрономів?

Інопланетні астрономи, які живуть в іншій галактиці, можуть бачити 100 мільярдів зірок нашого Чумацького Шляху не більше, ніж крихітну світлову пляму на своєму нічному небі. Але якби вони проаналізували частоти світла в цій слабкій плямі, то, можливо, змогли б розшифрувати, з чого складається наша галактика.

Це викликає питання: Як виглядає хімічний склад Чумацького Шляху з відстані мільйонів світлових років?

Дослідження, проведене Інститутом астрономії Макса Планка в Німеччині та Університетом Юньнань в Китаї, дало відповідь на це питання: Наша галактика – дивак, хоча й не єдиний у своєму роді.

Чумацький Шлях виділяється серед інших галактик подібного розміру тим, що концентрація металів дуже низька в центрі, зростає до середини, а потім спадає на околицях галактики.

Для порівняння, розподіл металів в інших галактиках набагато пласкіший, більше схожий на млинець, ніж на пончик.

Наша галактика “не є унікальною, але й не є поширеною”, повідомляють дослідники. “Чумацький Шлях може не мати типового розподілу металічності для галактики її маси”.

Астрономи використовують слово “метал” для позначення всіх елементів, важчих за водень і гелій.

Ядра водню і гелію утворилися приблизно через три хвилини після Великого вибуху, а електрони приєдналися до них приблизно через 380 000 років, щоб утворити атоми. Важчі елементи є продуктом мільярдів років зоряної еволюції, і їм потрібно більше часу, щоб виникнути.

З цієї причини зірки, які народилися раніше в історії Всесвіту, як правило, містять менше металів, ніж ті, що народилися пізніше.

Дослідники порівняли наш Чумацький Шлях з 321 галактикою схожої маси, які спостерігалися в рамках дослідження Mapping Nearby Galaxies at Apache Point Observatory (MaNGA).

Вони виявили, що лише один відсоток цих галактик відповідає Чумацькому Шляху з точки зору розподілу металів.

Дослідники також порівняли Чумацький Шлях з 134 галактиками, створеними в симуляції Всесвіту TNG50, яка моделює еволюцію десятків тисяч галактик протягом 13,8 мільярдів років.

Лише 11 відсотків змодельованих галактик були схожі на нашу.

Чому наш Чумацький Шлях такий дивний?

Є кілька пояснень. Можливо, старі зорі з меншим вмістом металів використали всі ресурси в центрі галактики. Це означало б, що там народилося мало молодих зірок, що пояснювало б зниження вмісту металів у центрі.

Або ж надмасивна чорна діра в центрі Чумацького Шляху могла вивергати випромінювання під час поїдання, що ускладнювало зореутворення в центрі.

Дефіцит металів на краях Чумацького Шляху може бути спричинений тим, що наша галактика поглинула іншу галактику з низьким вмістом металів.

Інша можливість полягає в тому, що оцінка розміру зоряного диска Чумацького Шляху була помилковою, що може бути розглянуто в майбутніх дослідженнях, таких як WHT Enhanced Area Velocity Explorer (WEAVE) і Sloan Digital Sky Survey V (SDSS-V), кажуть дослідники.

“Пошук способів порівняти нашу рідну галактику з більш віддаленими галактиками – це те, що нам потрібно, якщо ми хочемо дізнатися, чи є Чумацький Шлях особливим, чи ні”, – говорить провідний автор дослідження, астроном Цзяньхуй Ліан (Jianhui Lian).

“Це питання залишається відкритим з того часу, як сто років тому астрономи зрозуміли, що Чумацький Шлях – не єдина галактика у Всесвіті”.

Стаття була опублікована в журналі Nature Astronomy.