19 января, 2022

bolgrad

Находите самые свежие мировые новости со всего мира в Болграде.

Звезды из древнего скопления, обнаруженного в Млечном Пути

Увеличить / Ученые использовали данные Gaia, чтобы отслеживать местоположение и движение звезд в нашей галактике.

Считается, что галактики, подобные Млечному Пути, образовались в результате серии слияний, которые привлекли меньшие галактики и группы звезд и сделали эти иностранные звезды своими собственными. В некоторых случаях слияния произошли достаточно недавно, и мы все еще можем обнаружить ранее независимое тело как группу звезд, вместе вращающихся вокруг Млечного Пути. Но со временем взаимодействие с остальными звездами Млечного Пути будет постепенно разрушать любые структуры домов скопления.

Поэтому удивительно, что исследователи обнаружили остатки шарового скопления некоторых из самых старых звезд вокруг. Это открытие согласуется с моделью построения галактики «рост за счет слияния», но поднимает вопросы о том, как масса останется неизменной до тех пор, пока она остается.

Анализ данных Gaia

Результаты начались с анализа данных Европейского космического агентства. Миссия Гайя, цель которого — сделать хотя бы карту Млечного Пути в трех измерениях. Гайя десятки раз сфотографировала почти миллиард объектов, этого достаточно, чтобы оценить их местоположение и движение вокруг ядра Млечного Пути. Эта карта помогла ученым идентифицировать структуры в нашей галактике, основываясь на том факте, что есть несколько звездных скоплений, которые не только физически близки друг к другу, но и все движутся в одном направлении.

Интеллектуальный анализ данных Gaia для этих типов структур настолько полезен, что существует программный алгоритм под названием STREAMFINDER, который их определяет. Эта программа привела к открытию звездного потока C-19, группы звезд, движущихся вместе через ореол Млечного Пути.

Один из способов проверить, действительно ли эти группы звезд начинали как часть единой группы, — это проверить их возраст. Скопления часто состоят из звезд одного возраста. Один из способов узнать, образуются ли звезды одновременно, — это проверить содержание более тяжелых элементов. Во время Большого взрыва было немного элементов тяжелее гелия, поэтому большинство более тяжелых элементов, которые сейчас существуют, пришли от более ранних звезд. Чем позже в истории Вселенной сформировалась звезда, тем больше вероятность, что звезда будет содержать эти более тяжелые элементы.

READ  Что может быть в будущем для вируса короны и для нас

(Астрономы называют любой элемент тяжелее гелия металлом, а содержание тяжелых элементов в звезде — металлом. Но это может сбить с толку большинство неастрономов, поэтому мы будем избегать этого.)

Итак, астрономы, стоящие за новой работой, измерили уровни тяжелых элементов в звездах, которые, как считалось, принадлежали потоку C-19. За исключением одной конечности, все они были совершенно одинаковыми, что указывает на то, что поток на самом деле является разрушительным остатком группы. Но результаты также содержали сюрприз: очень низкое количество тяжелых элементов.

Древняя история

Типичный способ регистрации тяжелых элементов — соотношение железа (которое образуется только в конце жизни массивной звезды) к водороду. Водород всегда был самым распространенным элементом во Вселенной, в то время как уровень железа постепенно повышался. Таким образом, чем выше отношение железа к водороду, тем позже сформировалась звезда.

В случае потока C-19 это соотношение было очень низким. Настолько низко, что звезды C-19 образовались 3 миллиарда лет назад после Большого взрыва, или когда возраст Вселенной составлял лишь четверть своего нынешнего возраста. Не исключено, что они образовались немного раньше.

В пределах Млечного Пути было идентифицировано несколько сотен звезд с таким же низким уровнем тяжелых элементов. Но никогда не наблюдалось скопления, в котором каждая звезда находилась бы на таком низком уровне. Фактически, до этого открытия считалось, что скопления в Млечном Пути содержат тяжелые для Земли элементы — все они имеют уровни выше, чем наблюдаемые в потоке C-19. Это было правдой, несмотря на тот факт, что, основываясь на распределении известных групп, мы могли ожидать около пяти уровней с тяжелыми элементами, аналогичными тем, что в потоке C-19.

READ  Число погибших от вируса короны в Соединенных Штатах превысило 700000 человек, несмотря на широкую доступность вакцин.

Отсутствие других скоплений предполагает, что большинство ранних скоплений, подобных этому потоку, уже были настолько разрушены, что растворились на фоне звезд Млечного Пути. Возникает вопрос, почему нет потока C-19. Это особенно неожиданно, поскольку орбита течения вокруг галактического ядра уводит его глубоко в Млечный Путь, давая ему множество возможностей для взаимодействия с другими функциями, которые должны его отключить.

Одна возможность, которая могла бы объяснить это, заключается в том, что скопление первоначально вошло в Млечный Путь как часть карликовой галактики, которая была поглощена. Структура карликовой галактики может обеспечить определенную степень защиты до тех пор, пока она не рухнет и ее звезды не рассыпутся по Млечному Пути. И если это правда, то масса, которая дала начало потоку C-19, содержала большую часть звезд в карликовой галактике в то время.

Независимо от того, как мы это объясняем, присутствие потока C-19 говорит нам кое-что об истории Вселенной. Исследователи пришли к выводу: «Присутствие C-19 само по себе доказывает, что шаровые скопления должны иметь возможность формироваться в низкоминеральной среде, где должны были образоваться первые галактические структуры».

Природа, 2022. DOI: 10.1038 / s41586-021-04162-2 (О DOI).