For oss kan nattehimmelen se ut som en tilfeldig spredning av stjerner, men astronomer lærer at stjerner i noen regioner av galaksen har klumpet seg sammen til funksjoner som ligner dem på jorden - bekker, bølger, buer og fjellrygger.
Tektonisk aktivitet skaper Jordens brede utvalg av funksjoner, men forskere er ikke helt sikre på hva som gjør disse stjerners etterligner seg i Melkeveien. Nå tester forskere for en skyldige, inkludert styrker som kommer fra utsiden av galaksen vår. Den virkelige mistenkte kan imidlertid bare være Melkeveien i seg selv.
Forskere beskriver Melkeveien som en sperret, spiral galakse - i hovedsak formet som et solfylt egg oppe med en hjulfordeling av stjerner. Men i mindre skala gjemmer det seg mye mer detalj i denne galaktiske topografien.
Siden 2013 har et European Space Agency-oppdrag kalt Gaia kjørt en folketelling av Melkeveien, med mål om å katalogisere mer enn 1 milliard stjerner. Ved å bruke nye data utgitt i april 2018 om de nøyaktige målingene av stjerners beliggenhet og bevegelser for ytterligere 550 millioner objekter, kan astronomer nå utforske galaksen med ny dimensjonalitet.
Mens disse galaktiske undersøkelsene har avdekket nytt terreng, for eksempel ryggene og buene, har forskere ikke klart å forklare hvordan stjernestrukturer dannes. Et team ledet av astronomer ved University of Sydney, Australia, bestemte seg for å prøve å gjenskape noen av funksjonene de ser i stjernene i datamodeller.
Forskerne fokuserte på en serie på åtte rygger i Melkeveien som er brettet sammen ved siden av hverandre som en fjellkjede. Gaia-dataene viste at åsene, som var klemt sammen i mellomlaget av Melkeveiens skive, hadde samlinger av unike stjerner som toppet toppene sine. Ved å bruke data fra et annet oppdrag som analyserer sammensetningen av stjerner, la de merke til at alle stjernene hadde elementære komposisjoner som var lik solens. Siden elementær sammensetning kan antyde i stjernealder, fortalte dette dem at disse unge stjernene ikke var spredt så mye som eldre stjerner var, noe som hjelper deg med å forstå hvordan åsene dannet seg.
Teorier om hvordan slike rygger og andre funksjoner skapes, faller i to kategorier: interne og eksterne. Noen teorier foreslår at indre galaksmekanismer er nøkkelen til å danne galaktisk geografi. For eksempel kan gravitasjonsinteraksjoner generere resonansbølger som skaper større klumper av materie fra mindre. Alternativt kan friksjon mellom stjernene, gassene og støvet i galaksen føre til at disse topografiske trekkene skapes, akkurat som klær i en vaskemaskin blir sammenfiltrede når de beveger seg forbi hverandre i rengjøringsprosessen. Andre teorier foreslår at noen ytre trekk beveget seg gjennom galaksen, som en annen liten dverggalakse, og det er det som krøllet stjernene. (For å skildre denne teorien, kan du tenke deg å dra føttene mens du krysser et teppe og får den til å brette seg opp.)
Teamet brukte datasimuleringer av disse interne og eksterne prosessene for å se om fordelingen av stjerner kunne gjenskapes under forskjellige forhold. De fant ut at ryggene stemmer bedre overens med de som ble opprettet i isolerte regioner gjennom en intern prosess som ble kalt faseblanding, der grupper av stjerner gradvis blandes, som rom og koks som blir rørt i en cocktail, på grunn av spiralarmene over tid. . Videre antydet tilstedeværelsen av unge stjerner, som ikke har hatt så mye tid til å spre seg som eldre stjerner, i åsene også at en nærliggende styrke var kilden til funksjonene. I simuleringer av regioner som hadde blitt gravitasjonelt rammet av en forbipasserende galakse, viste resultatene mye høyere rygger enn de som ble sett på Melkeveien.
Så høyden på åsene "kan være en måte å skille mellom interne og eksterne prosesser," sa Shourya Khanna, astronom ved University of Sydney og hovedforfatter i den nye artikkelen.
Det er likevel noen begrensninger. Forskerne har ennå ikke modellert gass i simuleringen sin, noe som kan påvirke resultatene. Forskning har funnet bevis på at en galakse i nærheten en gang passerte Melkeveien. Det kan være denne typen ekstern interaksjon som har en tendens til å skape streamer av stjerner, mens de interne prosessene - som faserblanding - er mer ansvarlige for rygger, antyder studien. Med mange stjerner igjen å katalogisere, kan Gaia ennå gi astronomer flere ledetråder om kreftene som former galaksens fantastiske geografi.
"Regionen i galaksen der vi for tiden har mye informasjon, er ganske nær solen, men kommende utgivelser fra Gaia bør utvide størrelsen på regionen," sa Alice Quillen, astronom ved University of Rochester, som ikke var involvert i studere.
Forskerne publiserte funnene sine på nettet i preprint-tidsskriftet arXiv, og har sendt dem ut for publisering i tidsskriftet Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
