Når du rører krem i kaffen eller teen din, forblir virvelen den samme, eller endres den når den snurrer i koppen din? Når galakser formes og virvler, kan bevegelsene og virvlene faktisk føre til at stjerner beveger seg i galaksen. En langvarig vitenskapelig tro mener at stjerner har en tendens til å henge med i den samme generelle delen av en galakse der de opprinnelig dannet seg. Men noen astrofysikere har nylig stilt spørsmål ved om det er sant, og nå viser nye simuleringer at stjerner i det minste i galakser som ligner vår egen Melkevei, stjerner som solen kan vandre store avstander. Hvis dette er sant, kan det endre hele forestillingen om at det er deler av galakser - såkalte beboelige soner - som er mer bidrar til å støtte liv enn andre områder.
"Vårt syn på omfanget av den beboelige sonen er delvis basert på ideen om at visse kjemiske elementer som er nødvendige for livet, er tilgjengelige i noen deler av en galakses disk, men ikke andre," sa Rok RoÅkar, doktorgradsstudent i astronomi ved University of Washington. "Hvis stjerner migrerer, kan ikke den sonen være et stasjonært sted."
RoÅ¡kar er hovedforfatter av et papir som beskriver funnene fra simuleringene, publisert i 10. utgave av Astrophysical Journal Letters. Hvis ideen om beboelig sone ikke holder opp, vil det endre forskernes forståelse av hvor og hvordan livet kan utvikle seg i en galakse, sa han.
Ved å bruke mer enn 100.000 timer datatid på en UW-dataklynge og en superdatamaskin ved University of Texas, kjørte forskerne simuleringer av dannelsen og utviklingen av en galakse-plate fra materiale som hadde virvlet sammen 4 milliarder år etter big bang. Se en simuleringsvideo.
Simuleringene begynner med forholdene for rundt 9 milliarder år siden, etter at materialet til disken til vår galakse stort sett hadde kommet sammen, men den faktiske diskformasjonen ennå ikke hadde startet. Forskerne satte grunnleggende parametere for å etterligne utviklingen av Melkeveien til det punktet, men la deretter den simulerte galaksen utvikle seg på egen hånd.
Hvis en stjerne under sin bane rundt sentrum av galaksen blir oppfanget av en spiralarm av galaksen, antok forskere tidligere at stjernens bane ville bli mer uberegnelig på samme måte som et bils hjul kan bli slingrende etter at den treffer en jettegryte .
I de nye simuleringene kan banene til noen stjerner imidlertid bli større eller mindre, men fortsatt forbli veldig sirkulære etter å ha truffet den massive spiralbølgen. Solen vår har en nesten sirkulær bane, så funnene betyr at da den dannet for 4,59 milliarder år siden (omtrent 50 millioner år før Jorden), kunne den ha vært enten nærmere eller lenger fra sentrum av galaksen, i stedet for halvveis mot ytterkanten der den er nå.
Migrerende stjerner hjelper også til med å forklare et langvarig problem i den kjemiske blandingen av stjerner i nabolaget til solsystemet vårt, som lenge har vært kjent for å være mer blandet og utvannet enn det som kan forventes hvis stjerner tilbrakte hele livet der de ble født. Ved å hente inn stjerner fra veldig forskjellige startsteder, har solens nabolag blitt et mer mangfoldig og interessant sted, sa forskerne.
Funnene er basert på noen få kjøringer av simuleringene, men forskerne planlegger å kjøre en rekke simuleringer med varierende fysiske egenskaper for å generere forskjellige typer galaktiske disker, og deretter bestemme om stjerner viser lignende evne til å migrere store avstander innenfor forskjellige typer diskgalakser.
Kilde: University of Washington
