Wielka tajemnica Drogi Mlecznej rozwiązana. "Znaleźliśmy granicę"
Określenie, gdzie kończy się Droga Mleczna, zawsze stanowiło wyzwanie. Jej dysk nie znika gwałtownie w pewnym miejscu, a stopniowo zanika w przestrzeni kosmicznej. Teraz, po raz pierwszy, międzynarodowy zespół astronomów precyzyjnie określił granicę dysku naszej galaktyki.
Naukowcy odkryli prawdziwą granicę obszaru gwiazdotwórczego Drogi Mleczne. Znaleźli charakterystyczny wzór w kształcie litery U, pokazujący, że proces formowania się gwiazd gwałtownie spada w odległości około 35 000–40 000 lat świetlnych od centrum.
Dalej gwiazdy przemieszczają się głównie, powoli dryfując na zewnątrz, a nie formując się w miejscu. Odkrycie to daje długo poszukiwaną odpowiedź na pytanie, gdzie tak naprawdę kończy się gwiezdny żłobek naszej galaktyki. Wyniki badań opublikowano w magazynie Astronomy & Astrophysics.
Rozmiar dysku Drogi Mlecznej, w którym formują się gwiazdy, od dawna pozostaje otwartym pytaniem w archeologii galaktycznej. Mapując zmiany wieku gwiazd w dysku, uzyskaliśmy teraz jasną, ilościową odpowiedź – podkreśla główny autor artykułu, dr Karl Fiteni, pracujący na Uniwersytecie Insubria.
Wiek gwiazd maleje wraz z odległością od centrum
Galaktyki nie budują gwiazd równomiernie w swoich dyskach. Zamiast tego rosną od środka na zewnątrz. Formowanie się gwiazd rozpoczyna się w gęstych obszarach centralnych i powoli rozprzestrzenia się na zewnątrz przez miliardy lat. Proces ten znany jest jako wzrost od wewnątrz.
W rezultacie gwiazdy są zazwyczaj młodsze w większych odległościach od centrum, ponieważ w obszarach zewnętrznych gwiazdy zaczęły formować się później.
Droga Mleczna podąża za tym schematem do pewnego momentu. Badanie pokazuje, że wiek gwiazd maleje wraz z odległością od centrum.
Jednak w odległości około 35 000 do 40 000 lat świetlnych od centrum Galaktyki trend ten ulega odwróceniu. Poza tym obszarem gwiazdy starzeją się ponownie wraz ze wzrostem odległości, tworząc charakterystyczny profil wieku w kształcie litery "U".
Porównując ten wzór ze szczegółowymi symulacjami galaktyk, naukowcy ustalili, że punkt, w którym wiek gwiazd jest najniższy, odpowiada gwałtownemu spadkowi efektywności formowania się gwiazd.
Potwierdza to, że jest to prawdziwa granica dysku gwiazdotwórczego Drogi Mlecznej.
Dostępne obecnie dane pozwalają na coraz dokładniejsze określanie wieku gwiazd, co stanowi potężne narzędzie do rozszyfrowania historii Drogi Mlecznej, zapoczątkowując nową erę odkryć dotyczących naszej macierzystej Galaktyki – skomentował prof. Joseph Caruana, współautor i kierownik projektu z Uniwersytetu Malty.
Więcej na Spider's Web:
- Nigdy nie widzieliśmy tak serca Drogi Mlecznej. Absolutny rekord w historii astronomii
- Największy kosmiczny eksperyment świata. A Polska mówi: "wchodzimy w to"
- Tak wygląda nasza galaktyka widziana z boku. Oto najlepsza w historii wizualizacja Drogi Mlecznej
- Monstrualna fala przetacza się przez naszą galaktykę. "Niczym kamień wrzucony do stawu"
Dlaczego tam są gwiazdy?
Jeśli formowanie się gwiazd na tej granicy tak gwałtownie spada, nasuwa się oczywiste pytanie: dlaczego poza nią wciąż istnieją gwiazdy?
Odpowiedź leży w procesie zwanym migracją radialną. Gwiazdy stopniowo oddalają się od swoich miejsc narodzin, wchodząc w interakcje z falami spiralnymi w Galaktyce. Podobnie jak surferzy ślizgający się po falach oceanu, gwiazdy mogą nabierać pędu dzięki ramionom spiralnym i z czasem przemieszczać się na większe odległości.
Poza granicą większość gwiazd nie powstawała lokalnie. Zamiast tego, powoli migrowały na zewnątrz. Ponieważ proces ten jest stopniowy i losowy, gwiazdy potrzebują więcej czasu, aby dotrzeć na dalsze odległości. To wyjaśnia, dlaczego najodleglejsze gwiazdy poza granicą są zazwyczaj najstarsze.
Co ważne, gwiazdy te poruszają się po orbitach zbliżonych do kołowych. To wyklucza hipotezę, że zostały wyrzucone na zewnątrz w wyniku zderzeń z innymi galaktykami.
Ich obecność w zewnętrznym dysku odzwierciedla stały wpływ wewnętrznej dynamiki Galaktyki.
Kluczową kwestią dotyczącą gwiazd w zewnętrznym dysku jest to, że poruszają się one po orbitach zbliżonych do kołowych, co oznacza, że musiały powstać w dysku. Nie są to gwiazdy, które zostały rozproszone na duże promienie przez spadającą galaktykę satelitarną - wyjaśnie prof. Victor P. Debattista, współautor i współkierownik badania na Uniwersytecie Lancashire.
Wielka symulacja Drogi Mlecznej
Aby odkryć tę granicę, zespół przeanalizował ponad 100 tys. gwiazd olbrzymów. Wykorzystali dane spektroskopowe z przeglądów LAMOST i APOGEE, a także precyzyjne pomiary z satelity Gaia, który mapuje gwiazdy Drogi Mlecznej z niespotykaną dotąd szczegółowością.
Skupiając się na gwiazdach krążących w obrębie głównego dysku Galaktyki, naukowcy byli w stanie wyizolować oznakę wzrostu od wewnątrz na zewnątrz. Pozwoliło im to oddzielić go od innych procesów, które mogą wpływać na ruch i rozmieszczenie gwiazd.
Zespół wykorzystał następnie zaawansowane symulacje, aby potwierdzić swoją interpretację. Modele te wykazały, że wzór wieku w kształcie litery U pojawia się naturalnie, gdy gwałtownie spada tempo formowania się gwiazd, a starsze gwiazdy migrują na zewnątrz, co potwierdza hipotezę, że wyznacza to prawdziwą krawędź dysku gwiazdotwórczego.
