Du har kanskje hørt om restauranten på slutten av universet, men har du hørt om baren midt på Melkeveien?
For nærmere 80 år siden bestemte astronomer at hjemmet vårt, Melkeveisgalaksen, er en stor spiralgalakse. Til tross for at de sitter fast inne og ikke kunne se hvordan hele strukturen ser ut - som vi kan med Pinwheel Galaxy, eller vår nærmeste nabo, Andromeda Galaxy - har forskere mistenkt at galaksen vår faktisk er en "sperret" spiralgalakse. Barred spiral galakser har en langstrakt stjernestruktur, eller bar, i midten som i vårt tilfelle er skjult av støv og gass. Det er mange galakser i universet som er sperrede spiraler, og ennå er det mange galakser som ikke har en sentral stolpe.
Hvordan dannes disse sentralstengene, og hvorfor er de bare til stede i noen, men ikke alle spiralgalakser?
Et forskerteam ledet av Dr. R. Michael Rich (UCLA), kalt BRAVA (Bulge Radial Velocity Assay), målte hastigheten til mange gamle, røde stjerner nær sentrum av galaksen. Ved å studere spektra (kombinert lys) til kjempestjernene i M-klassen, var teamet i stand til å beregne hastigheten til hver stjerne langs vår siktlinje. I løpet av en fireårsperiode ble spektraene for nesten 10.000 stjerner anskaffet med CTIO Blanco 4-meter teleskop som ligger i Chiles Atacama-ørken.
Ved å analysere stjernenes hastigheter i studien, var teamet i stand til å bekrefte at Melkeveiens sentrale bule inneholder en massiv stolpe, med den ene enden nesten rett mot solsystemet vårt. En annen oppdagelse gjort av teamet er at mens galaksen vår roterer som et hjul, fant BRAVA-studien at rotasjonen av sentralstangen er mer som en rull papirhåndklær i en dispenser. Teamets funn gir viktige ledetråder for å forklare dannelsen av Melkeveiens sentrale region.
Spektradatasettet ble sammenlignet med en datasimulering laget av Dr. Juntai Shen (Shanghai Observatory) som viste hvordan baren dannet seg fra en eksisterende stjernedisk. Teamets data passer modellen ganske bra, noe som tyder på at før den sentrale linjen eksisterte, var det en massiv stjerne-disk. Konklusjonen som teamet oppnår, står i sterk kontrast til den allment aksepterte modellen for dannelse av vår galakas sentrale region - en modell som spår Melkeveiens sentrale region dannet fra en tidlig kaotisk sammenslåing av gassskyer. "Take-away" -punktet fra teamets konklusjoner er at gass spilte en viss rolle i dannelsen av vår galakas sentrale region, som organiserte seg til en massiv roterende skive, og deretter ble til en bar på grunn av tyngdekraftsinteraksjonen mellom stjernene.
En annen fordel med teamets forskning er at stjernespekturdata vil tillate teamet å analysere den kjemiske sammensetningen av stjernene. Alle stjerner er sammensatt av for det meste hydrogen og helium, men de små mengdene andre elementer (astronomer refererer til noe tidligere helium som "metaller") gir innsikt i forholdene som er til stede under en stjernedannelse.
BRAVA-teamet fant ut at stjerner nærmest flyet til Melkeveis galaksen har færre "metaller" enn stjerner lenger fra det galaktiske planet. Teamets konklusjon bekrefter standardvisninger av stjernedannelse, men BRAVA-data dekker et betydelig område av den galaktiske bula som kan analyseres kjemisk. Hvis forskere kartlegger metallinnholdet i stjerner gjennom Melkeveien, dukker det opp et klart bilde av stjernedannelse og evolusjon, som ligner på hvordan kartlegging av CO2 konsentrasjoner i den antarktiske ishylla kan avsløre de tidligere værmønstrene her på jorden.
Hvis du ønsker å lese hele papiret, er en forhåndsutskrift versjon tilgjengelig på: http://arxiv.org/abs/1112.1955
Kilde: National Optical Astronomy Observatory pressemelding
