Новое исследование позволило получить представление о том, как формируются и развиваются галактики, подобные нашему Млечному Пути, и почему их звезды демонстрируют удивительные химические особенности. Работа, опубликованная в Ежемесячном бюллетене Королевского астрономического общества, посвящена происхождению загадочной «химической бимодальности» Млечного Пути — наличию двух отдельных групп звезд с разным составом элементов.
Изучая звезды, расположенные недалеко от Солнца, ученые выделяют два основных типа в зависимости от их химического состава, а именно от количества содержащихся в них железа (Fe) и магния (Mg). Эти две группы образуют отдельные «последовательности» на химической диаграмме, даже несмотря на то, что они пересекаются по металличности (количеству тяжелых элементов, таких как железо). Это долгое время озадачивало астрономов.
Ученые из Института космических наук Барселонского университета (ICCUB) и Национального центра научных исследований (CNRS) использовали передовые компьютерные симуляции для воссоздания процесса формирования галактик, подобных Млечному Пути, в виртуальной вселенной. Проанализировав 30 смоделированных галактик, команда попыталась найти ответ на вопрос о том, как формируются эти химические последовательности.
Понимание химической истории Млечного Пути помогает ученым сравнивать его с родственной галактикой Андромедой, в которой бимодальность пока не обнаружена, но и не опровергнута. Это также дает представление об условиях в ранней Вселенной и о роли потоков космического газа в процессе слияния галактик.
Как считает ведущий автор исследования Мэтью Оркни, научный сотрудник ICCUB и Института космических исследований Каталонии (IEEC), исследование показывает, что химическая структура Млечного Пути не является универсальной. Галактики могут развиваться по-разному, но приходить к схожим результатам, и это разнообразие является ключом к пониманию их эволюции.
Моделирование показало, что в таких галактиках, как Млечный Путь, две отдельные химические последовательности могут формироваться с помощью различных механизмов. В некоторых случаях эта бимодальность возникает из-за вспышек звездообразования, за которыми следуют периоды низкой активности, а в других случаях — из-за изменений в притоке газа из окружающей галактику среды.
Вопреки предыдущим предположениям, столкновение с более мелкой «галактикой-сосиской» (Gaia-Sausage-Enceladus или GSE) не является необходимым условием для формирования двойственной химической структуры. Моделирование показывает, что бедный металлами газ из окологалактической среды играет решающую роль в формировании последовательностей звезд. Более того, форма этих химических последовательностей тесно связана с историей звездообразования в галактике.
По мере того как новые телескопы, такие как космический телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST), и будущие миссии, такие как PLATO и Chronos, будут предоставлять более подробные данные о звездах и галактиках, исследователи надеются проверить эти выводы и уточнить наше представление о космосе.
Результаты работы дают повод предположить, что в других галактиках должно наблюдаться разнообразие химических последовательностей, и их не обязательно только две. Это вскоре будет проверено с помощью 30-метровых телескопов, когда подобные исследования в других галактиках станут рутинными. В конечном счете это поможет нам глубже понять эволюционный путь нашего Млечного Пути.
Недавно в космосе обнаружили гигантский звездный поток.
