Следи от първоначалния диск на Млечния път показват, че нашата галактика е неочаквано древна

Екип от астрономи твърди, че популация от звезди на възраст над 13 милиарда години всъщност е първоначалният диск, от който се е образувал Млечният път. След като проучват движенията на тази популация, авторите реконструират потенциалната форма на прото-Млечния път, която според тях представлява сравнително необичайна начална точка за галактики като нашата.

Млечният път не е гигант, но е много по-голям от средната галактика в нашата част на Вселената - статут, който е постигнал, като е погълнал по-малки сборове от звезди. Картографирането на местоположението и движението на милиони звезди от космическия телескоп „Гея“ позволява на астрономите да открият колекции от звезди, които някога са били част от тези канибализирани галактики (дори в случаите, когато те отдавна са се отделили от своите спътници).

Колкото и впечатляващо да е това, крайната стъпка в разбирането на развитието на нашата галактика е да се определи първоначалната дискова структура, която Млечният път е развил преди всички тези последващи събития. Това е предизвикателство, тъй като всички най-масивни, а следователно и най-ярки звезди от онова време отдавна са изгорели. Освен това по-малките звезди, които са оцелели, биха били добре смесени.

Въпреки това екип, ръководен от д-р Маошенг Сян от Китайската академия на науките, смята, че е успял, като е проследил най-старите звезди в галактиката и е установил разлики между тези на повече от 13 милиарда години и относително младите, родени преди 12,5 милиарда години. Учените наричат диска, съдържащ звездите на възраст над 13 милиарда години, ПанГу.

Астрономите се опитват да установят кога са се появили първите звезди, но вероятно това е станало в рамките на 400 милиона години след Големия взрив, т.е. преди около 13,4 милиарда години. Тези ранни звезди обаче не са били непременно част от добре структурирани галактики, а просто точки светлина в относително аморфен газ. Смята се, че първоначалната структура на Млечния път се е появила преди 12,5 милиарда години.

Сян и колегите му оспорват това. Те твърдят, че в ПанГу е имало звезди с обща маса около 3,7 милиарда пъти по-голяма от тази на Слънцето, произвеждани с относително постоянна скорост в продължение на няколкостотин милиона години. От тях са оцелели 2,2 милиарда звезди със слънчева маса, останалите са се взривили при експлозии на свръхнови, а 2 милиарда все още се намират в диска. Това представлява само 0,2 % от сегашната маса на Млечния път, но е много повече от галактиките джуджета като например Стрелец.

Екипът заключава, че Млечният път е достигнал пик в звездообразуването преди около 11 милиарда години, когато е създавал нови звезди с обща маса 11 Слънца всяка година. Това е доста необичаен път за галактики, които в крайна сметка изглеждат като нашата, казват те.

Предишни изследвания на развитието на галактиките показват, че преди около 8 милиарда години е настъпила значителна промяна. Звездите, формирани преди това време, имат ясно изразен различен химичен състав и път от тези, образувани наскоро. Разбиването на тези ранни звезди на по-фини подгрупи е по-трудно. Ако Сян и колегите му са прави, по-голямата част от тези ранни звезди са се образували по време на установения от тях пик преди 11 милиарда години.

Движението на съставните звезди показва, че първоначалният диск не е бил с форма на диск, а е бил почти толкова висок, колкото и широк. С течение на времето обаче се е сплескал до около една десета от първоначалната си височина, като дължината и ширината му почти не са се променили.

Симулациите показват, че повечето ранни галактики се развиват чрез силни сливания, които нарушават формирането на добре структурирани дискове, но изглежда, че случаят с Млечния път не е бил такъв. По подобен начин опитите да се проследи формирането на спирални галактики като нашата показват, че по-малко от една шеста от тях са следвали подобен път, а останалите са претърпели по-големи смущения.

Слънцето се е формирало едва след като тези ранни процеси са отминали. Не ни е известно по какъв начин те биха могли да оставят отпечатък върху галактиката, който да доведе до различни резултати за нас и нашата звезда в сравнение с формирането в галактика с по-бурна история. Въпреки това това не е тема, която в момента е добре проучена.

Що се отнася до името ПанГу, то е изключително подходящо. От една страна, йероглифът Пан означава диск, а Гу - стар. От друга, Пангу е бог в китайската митология, отговорен за разделянето на небето и Земята.

Статията е със свободен достъп в Nature Astronomy.

Източник: IFLScience