Til tross for tusenvis av år med forskning og observasjon, er det mye astronomer fremdeles ikke vet om Melkeveis galaksen. For tiden anslår astronomer at det spenner over 100 000 til 180 000 lysår og består av 100 til 400 milliarder stjerner. I tillegg har det i flere tiår vært uavklarte spørsmål om hvordan strukturen i vår galakse utviklet seg i løpet av milliarder av år.
For eksempel har astronomer lenge mistenkt at galaktisk glorie kom fra - gigantiske strukturer av stjerner som går i bane over og under flatskiven på Melkeveien - ble dannet av rusk etterlatt av mindre galakser som fusjonerte med Melkeveien. Men ifølge en ny studie fra et internasjonalt team av astronomer, ser det ut til at disse stjernene kan ha sin opprinnelse i Melkeveien, men ble deretter sparket ut.
Studien dukket nylig opp i tidsskriftet Natur under tittelen “To kjemisk lignende stjernedifferensiteter på motsatte sider av planet til den galaktiske disken”. Studien ble ledet av Margia Bergmann, en forsker fra Max Planck Institute for Astronomy, og inkluderte medlemmer fra Australian National University, California Institute of Technology og flere universiteter.
For studiens skyld stolte teamet på data fra W.M. Keck Observatory for å bestemme de kjemiske overflodemønstrene fra 14 stjerner lokalisert i den galaktiske glorie. Disse stjernene var lokalisert i to forskjellige glorie-strukturer - Triangulum-Andromeda (Tri-And) og A13-stjernens overdensiteter - som ligger 14 000 lysår over og under Melkeveiens skive.
Som Bergemann forklarte i en pressemelding fra Keck Observatory:
"Analysen av kjemiske forekomster er en veldig kraftig test som gjør det mulig på en måte som ligner på DNA-samsvaret å identifisere stjernens populasjon. Ulike foreldrepopulasjoner, for eksempel Melkeveisdisken eller glorie, dverg-satellittgalakser eller kuleklynger, er kjent for å ha radikalt forskjellige kjemiske sammensetninger. Så når vi vet hva stjernene er laget av, kan vi umiddelbart koble dem til deres foreldrepopulasjoner. ”
Teamet skaffet seg også spektra fra ett ekstra ved hjelp av European Southern Observatory's Very Large Telescope (VLT) i Chile. Ved å sammenligne de kjemiske komposisjonene til disse stjernene med de som finnes i andre kosmiske strukturer, la forskerne merke til at de kjemiske sammensetningene var nesten identiske. Ikke bare var de like i og mellom gruppene som var studier, de samsvarte tett med overflodsmønstrene av stjerner som finnes på Melkeveiens ytre disk.
Av dette konkluderte de med at denne stjernebestanden i den galaktiske haloen ble dannet i Melkeveien, men deretter flyttet til steder over og under den galaktiske disken. Dette fenomenet er kjent som "galaktisk utkastelse", der strukturer skyves fra Melkeveiens plan når en massiv dverggalakse passerer gjennom den galaktiske disken. Denne prosessen forårsaker svingninger som skyter ut stjerner fra disken, i hvilken den dverggalaksen beveger seg.
"Svingningene kan sammenlignes med lydbølger i et musikkinstrument," la Bergemann til. “Vi kaller dette‘ ringer ’i Melkeveis galaksen‘ galaktoseismologi ’, som er spådd teoretisk sett flere tiår siden. Vi har nå det klareste beviset for disse svingningene på vår galakas disk hittil! "
Disse observasjonene ble muliggjort takket være High-Resolution Echelle Spectrometer (HiRES) på Keck-teleskopet. Som Judy Cohen, Kate Van Nuys Page professor i astronomi ved Caltech og en medforfatter på studien, forklarte:
”Den høye gjennomstrømningen og den høye spektrale oppløsningen av HIRES var avgjørende for suksessen til observasjonene av stjernene i den ytre delen av Melkeveien. En annen nøkkelfaktor var den jevne driften av Keck Observatory; god peking og jevn betjening gjør at man kan få spektra av flere stjerner på bare noen få netter med observasjon. Spektraene i denne studien ble oppnådd på bare en natt av Keck-tiden, som viser hvor verdifull til og med en enkelt natt kan være. ”
Disse funnene er veldig spennende av to grunner. På den ene siden demonstrerer det at glorie stjerner sannsynligvis har sin opprinnelse i den galaktiske tenkedisken - en yngre del av Melkeveien. På den annen side demonstrerer den at Melkeveiens disk og dens dynamikk er mye mer komplisert enn tidligere antatt. Som Allyson Sheffield fra LaGuardia Community College / CUNY, og en medforfatter på papiret, sa:
"Vi viste at det kan være ganske vanlig at grupper av stjerner på disken flyttes til fjernere riker i Melkeveien - etter å ha blitt" sparket ut "av en invaderende satellittgalakse. Lignende kjemiske mønstre kan også finnes i andre galakser, noe som indikerer en potensiell galaktisk universalitet av denne dynamiske prosessen. "
Som et neste trinn planlegger astronomene å analysere spektraene til flere stjerner i overdensitetene Tri-And og A13, så vel som stjerner i andre stjernestrukturer lenger bort fra disken. De planlegger også å bestemme masser og aldre for disse stjernene, slik at de kan begrense tidsgrensene for når denne galaktiske utkastelsen fant sted.
Til slutt ser det ut til at en annen langvarig antakelse om galaktisk evolusjon er blitt oppdatert. Kombinert med kontinuerlig innsats for å undersøke kjernene i galakser - for å se hvordan deres Supermassive Black Holes og stjernedannelse henger sammen - ser vi ut til å komme nærmere forståelsen av hvordan universet vårt utviklet seg over tid.
