Gwiazdy w Drodze Mlecznej zmieniają pozycje

Badacze z New Mexico State University są częścią zespołu naukowców, pracujących przy Sloan Digital Sky Survey (SDSS), który stworzył nową mapę Drogi Mlecznej pokazującą, że niemal co trzecia gwiazda w dramatyczny sposób zmieniła swoją orbitę.

Odkrycie, opublikowane 29 lipca w The Astronomy Journal, przynosi nowe światło na sposób powstawania gwiazd, oraz ich podróży po naszej galaktyce.

Klatka z animacji, przedstawiającej sposób, w jaki mogą się zmieniać orbity gwiazd w Drodze Mlecznej. Pokazane są dwie pary gwiazd (czerwona i niebieska), które zaczynały od wspólnych orbit, po czym jedna ze sparowanych gwiazd zmieniła orbitę. Gwiazda zaznaczona na czerwono zakończyła zmianę orbity, podczas gdy niebieska jest wciąż w trakcie. Źródło: Dana Berry/SkyWorks Digital, Inc.; przy współpracy z SDSS.

W naszym współczesnym świecie, wiele ludzi podróżuje daleko od swoich miejsc urodzenia, czasami przez pół świata, powiedział Michael Hayden, student astronomii NMSU i główny autor nowego badania. Teraz widzimy, że to samo dotyczy gwiazd naszej galaktyki – około 30% z nich przewędrowało duże odległości od miejsca swoich narodzin.

Do zbudowania nowej mapy Drogi Mlecznej, naukowcy użyli spektrografu SDSS Apache Point Obserwatory Galactic Evolution Explorer (APOGEE), w celu obserwowania 100 000 gwiazd przez okres 4 lat.

Przez ostatnie sześć lat astronomowie z NMSU w Collage of Art and Science, przy współpracy z instytucjami członkowskimi z całego świata, używali 2,5-metrowego teleskopu w Apache Point Observatory, znajdującego się w Sacramento Mountains około 20 mil od Cloudcroft, aby skompletować zestaw eksperymentów obejmujących badanie gwiazd Drogi Mlecznej, aby poznać jej historię.

Kluczem do zbudowania i zinterpretowania mapy gwiazd w galaktyce jest zmierzenie pierwiastków w atmosferze każdej gwiazdy. Ze składu chemicznego gwiazdy możemy się dowiedzieć o jej pochodzeniu i historii. powiedział Hayden, który kończy swoją habilitację doktorską na NMSU tego lata.

Informacje o składzie chemicznym pochodzą z widma, które sprawdza się dokładnie pod kątem, jak dużo światła jest emitowanego na danej częstotliwości. Widma zawierają wyraziste linie, odpowiadające pierwiastkom i molekułom. Astronomowie mogą określić skład gwiazdy na podstawie jej linii widmowych.

Widma mówią nam, że chemiczny makijaż naszej galaktyki podlega ciągłym zmianom. powiedział Jon Holtzman, profesor astronomii NMSU, biorący udział w badaniach. Gwiazdy tworzą cięższe pierwiastki w swoim jądrze, a gdy gwiazda umiera, pierwiastki te trafiają z powrotem do gazu, który może utworzyć potem nową gwiazdę.

W wyniku takiego wzbogacania chemicznego, każde pokolenie gwiazd ma większy odsetek cięższych pierwiastków, niż poprzednie. W pewnych regionach galaktyki powstawanie gwiazd jest szybsze, niż w innych, na skutek czego formuje się tam więcej pokoleń gwiazd. Oznacza to, że średnia ilość cięższych pierwiastków jest różna dla różnych części Drogi Mlecznej. Mierząc ilość ciężkich pierwiastków w gwieździe, astronomowie mogą na tej podstawie ustalić, w której części galaktyki narodziła się dana gwiazda.

Hayden i jego współpracownicy użyli danych APOGEE do zmapowania względnej zawartości 15 różnych pierwiastków, w tym węgla, krzemu i żelaza, w gwiazdach z całej galaktyki. To, co znaleźli, zaskoczyło ich – do 30% gwiazd posiadało skład wskazujący, że uformowały się w rejonach z dala od swojego obecnego położenia.

Gdy zespół dokładnie przyjrzał się wzorowi obecności pierwiastków, zauważono, że większość obserwacji da się wyjaśnić radialna migracją gwiazd, które oddaliły się lub przybliżyły do jądra galaktyki. Owe losowe ruchy do wewnątrz i na zewnątrz zostały określone jako migracje, i są najprawdopodobniej spowodowane nieregularnościami w dysku galaktyki, takie, jak słynne ramiona w Drodze Mlecznej. Dowody na migracje gwiazd zauważono poprzednio w przypadku gwiazd bliskich Słońcu, lecz obecne badanie jest pierwszą wyraźną wskazówką, że proces ten zachodzi w całej galaktyce.

Przyszłe badania astronomów nad danymi z SDSS zapowiadają nawet więcej odkryć. Ostatnie wyniki wykorzystują tylko niewielką część dostępnych danych z APOGEE. powiedział Steven Majewski, główny badacz APOGEE. Gdy tylko odcyfrujemy pełną informację, zawartą w danych APOGEE, znacznie przejrzyściej zrozumiemy chemię i kształt naszej galaktyki.

NMSU rozpoczęło już szóstą fazę SDSS, która potrwa następne sześć lat, która potrwa do 2020. Obejmie dane ze teleskopu Sloan w Apache Point Observatory, oraz teleskopu w Chile, które dodadzą do bazy danych lepszy widok południowego nieba.


Napisał: Minerva Baumann

Przetłumaczono z: Stellar discovery: NMSU researchers co-author study revealing stars in galaxy have moved

Przetłumaczył: Łukasz Buczyński

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.