Ученые выяснили, откуда взялись звезды в гало Млечного Пути

Несмотря на многие века исследований и наблюдений, наши знания о нашей родной галактике Млечный Путь по-прежнему содержат очень много пробелов. К настоящему моменту, если подумать, мы более-менее выяснили ее предположительный диаметр – порядка 100-180 тысяч световых лет, а также предполагаемое количество звезд, которое может составлять от 100 до 400 миллиардов. В то же время в течение последних десятилетий астрономы очень заинтересованы в истории эволюции нашей галактики.

Например, ученые уже давно ищут ответ на вопрос о том, откуда появилось гало нашей галактики – гигантская структура из звезд, темной материи и газа, окружающая галактический диск Млечного Пути сверху и снизу. Согласно более ранним предположениям, это гало могло образоваться из остатков более компактных галактик, которые когда-то слились или были поглощены Млечным Путем. Однако результаты нового исследования, проведенного международной командой астрономов, указывают на то, что находящиеся в нем звезды могли родиться внутри Млечного Пути, а затем были из него выброшены.

О своих выводах команда, состоящая из ученых Австралийского национального университета, Калифорнийского технологического института, а также ряда других учебных и научных учреждений и работавшая под руководством Маргии Бергманн из Института астрономии общества Макса Планка, поделилась в журнале Nature.

Художественное представление галактики Млечный Путь

В своем исследовании астрономы положились на данные, собранные гавайской Обсерваторией Кека, с помощью которых ученые выяснили особенности химического состава 14 звезд, находящихся внутри галактического гало. Эти звезды находятся в двух разных частях этого гало – звездных сверхскоплениях Tri-And и A13, каждое из которых расположено примерно в 14 тысячах световых лет над и под плоскостью галактического диска Млечного Пути.

«Анализ химического состава – очень серьезное исследование, позволяющее по аналогии с ДНК определить родство звезд и их исходную популяцию. Различные исходные популяции, такие как галактический диск Млечного Пути или его гало, карликовые галактики или шаровые звездные скопления, – все они имеют различающийся химический состав. Поэтому как только мы сможем выяснить, из чего состоят звезды, мы сможем немедленно проложить связь между ними и их исходными популяциями», — прокомментировала Бергман в опубликованном пресс-релизе Обсерватории Кек.

В качестве дополнительного источника данных спектров исследователи использовали Очень большой телескоп (VLT) Европейской Южной обсерватории в Чили. Сравнив химический состав исследуемых звезд с теми, которые были обнаружены внутри других космических структур, ученые отметили, что их химические составы оказались практически идентичными. Они оказались похожими не только между собой и другими изучаемыми группами, но еще и близко соответствовали составам звезд, обнаруженным внутри внешнего диска Млечного Пути.

Компьютерная модель Млечного Пути и его компактного соседа, карликовой галактики Стрельца

Исходя из этого, ученые сделали вывод, что звездные популяции в галактическом гало изначально образовались внутри Млечного Пути, но затем мигрировали в пространство над и под галактическим диском. Это явление исследователи называют «галактическим выселением». Объясняется оно тем, что звезды могли быть вытолканы другими достаточно массивными карликовыми галактиками, которые проходили через Млечный Путь в прошлом.

Моделирование возмущений, вызванных гравитационным взаимодействием Млечного Пути с близкой карликовой галактикой. Показаны звезды в гало, положение которых учитывалось при проверке модели

«Они выталкиваются из плоскости Млечного Пути, когда через него проходит достаточно массивная карликовая галактика. Этот проход создает осцилляции, возмущения, которые выбрасывают звезды из диска, вверх или вниз, в зависимости от направления движения возмущенной массы», – объясняет одна из авторов работы Джуди Коэн.

360-градусная панорама Млечного Пути (состоит из множества фотографий)

Данное открытие интересно сразу по двум причинам. С одной стороны, оно свидетельствует в пользу предположения о том, что звезды, находящиеся в галактических гало, изначально появляются внутри галактических дисков, а затем могут быть выброшены за их пределы. С другой – показывает, что галактический диск Млечного Пути и его динамика представляют собой гораздо более сложные структуру и явление, чем считалось ранее.

«Мы доказали, что ситуация с переселением звезд на более дальние расстояния от своих изначальных мест в результате влияния спутниковых галактик является весьма распространенным явлением. По крайней мере в реалиях Млечного Пути. Вполне возможно, что аналогичные особенности, связанные с химическим составом звезд, могут встречаться и у других галактик, что, в свою очередь, будет свидетельствовать об универсальности подобных галактических динамических процессов», — добавляет Эллисон Шеффилд, астроном из Коммьюнити колледжа Ла Гуардия.

Далее астрономы планируют провести спектральный анализ дополнительных звезд из сверхгрупп Tri-And и A13, а также исследовать звездные скопления, располагающиеся еще дальше от галактического диска. Кроме того, ученые хотели бы определить массы и возраст этих звезд. На основе этих данных исследователи могли бы сделать предположение о том, когда именно происходило это галактическое выселение.

Подобные исследования позволят нам точнее разобраться в эволюции галактик. А в сочетании с текущими усилиями ученых по изучению ядер галактик, а также поиску связи между находящимися в них сверхмассивными черными дырами и звездообразованием мы постепенно приближаемся к полному пониманию того, как наша Вселенная эволюционировала до того состояния, в котором она сейчас находится.