Samanyolu yandan görünümü. Kredi: Avrupa Uzay Ajansı
ESA’nın Gaia misyonundan elde edilen verileri kullanan gökbilimciler, Samanyolu’nun ‘kalın disk’ olarak bilinen bir bölümünün 13 milyar yıl önce, beklenenden yaklaşık 2 milyar yıl önce ve Büyük Patlama’dan sadece 0,8 milyar yıl sonra oluşmaya başladığını gösterdiler.
Bu şaşırtıcı sonuç, Almanya, Heidelberg’deki Max-Planck Astronomi Enstitüsü’nden Maosheng Xiang ve Hans-Walter Rix tarafından gerçekleştirilen bir analizden geliyor. Gaia’nın Erken Veri Yayını 3 (EDR3) veri setinden parlaklık ve konum verilerini aldılar ve bunu, Çin’in Büyük Gökyüzü Alanı Çok Nesneli Fiber Spektroskopik Teleskobu’ndan (LAMOST) yaklaşık 250.000 veri tarafından verilen yıldızların kimyasal bileşimlerinin ölçümleriyle birleştirdiler. yaşlarını elde etmek için yıldızlar.
Alt dev yıldızlara bakmayı seçtiler. Bu yıldızlarda, yıldızın çekirdeğinde enerji üretimi durmuş ve çekirdeğin etrafındaki bir kabuğa taşınmıştır. Yıldızın kendisi kırmızı bir dev yıldıza dönüşüyor. Alt dev aşaması, bir yıldızın yaşamında nispeten kısa bir evrim aşaması olduğu için, yaşının büyük bir doğrulukla belirlenmesine izin verir, ancak yine de zor bir hesaplamadır.
Yıldızlar kaç yaşında?
Bir yıldızın yaşı, belirlenmesi en zor parametrelerden biridir. Doğrudan ölçülemez, ancak bir yıldızın özelliklerini, yıldız evriminin bilgisayar modelleriyle karşılaştırarak çıkarılmalıdır. Kompozisyon verileri buna yardımcı olur. Evren neredeyse tamamen hidrojen ve helyum ile doğdu. Gökbilimciler tarafından topluca metaller olarak bilinen diğer kimyasal elementler, yıldızların içinde yapılır ve bir yıldızın ömrünün sonunda, yeni nesil yıldızlara dahil edilebilecekleri uzaya geri püskürtülür. Bu nedenle, daha yaşlı yıldızların daha az metali vardır ve daha düşük metalikliğe sahip oldukları söylenir.
LAMOST verileri metalikliği verir. Parlaklık ve metaliklik birlikte, gökbilimcilerin yıldızın yaşını bilgisayar modellerinden çıkarmasına olanak tanır. Gaia’dan önce, gökbilimciler rutin olarak yüzde 20-40’lık belirsizliklerle çalışıyorlardı, bu da belirlenen yaşların bir milyar yıl veya daha fazla belirsiz olmasına neden olabilir.
Gaia’nın EDR3 veri sürümü bunu değiştiriyor. Maosheng, “Gaia’nın parlaklık verileriyle, bir alt dev yıldızın yaşını yüzde birkaça kadar belirleyebiliyoruz” diyor. Galaksiye yayılmış çeyrek milyon alt dev yıldızın kesin yaşlarıyla donanmış olan Maosheng ve Hans-Walter, analize başladı.
Bir sanatçının, birkaç yüz milyar yıldıza ev sahipliği yapan, kabaca 13 milyar yıllık bir ‘çizgili sarmal galaksi’ olan Samanyolu galaksimize ilişkin izlenimi. Solda, önden görünüm, yıldızların çoğunun yer aldığı Galaktik Disk’in, dağınık bir gaz ve kozmik toz karışımı ile serpiştirilmiş sarmal yapısını göstermektedir. Disk yaklaşık 100.000 ışıkyılı genişliğindedir ve Güneş, merkezi ile çevresi arasında yaklaşık yarı yolda oturur. Sağda, kenardan görünüm, diskin düzleştirilmiş şeklini ortaya çıkarır. Gözlemler bir alt yapıya işaret ediyor: kalın bir diskin içine gömülü, yaklaşık 700 ışıkyılı yüksekliğinde, yaklaşık 3000 ışıkyılı yüksekliğinde ve daha yaşlı yıldızlarla dolu ince bir disk. Kenardan görünüm aynı zamanda Samanyolu’nun orta kısmında yer alan ve çoğunlukla yaşlı ve kırmızı olan yaklaşık 10 milyar yıldıza ev sahipliği yapan Galaktik Çıkıntıyı da gösteriyor. Soldaki önden görünümde de görülebilen şişkinlik, fıstık şeklindeki bir çubuğa benzeyen genel olarak uzun bir şekle sahip olup, yarım uzunluğu yaklaşık 10.000 ışıkyılı olup Samanyolu’nu çubuklu bir sarmal haline getirmektedir. gökada. Kredi: Avrupa Uzay Ajansı
Samanyolu anatomisi
Galaksimiz farklı bileşenlerden oluşuyor. Genel olarak, bunlar hale ve diske ayrılabilir. Halo, diski çevreleyen küresel bölgedir ve geleneksel olarak galaksinin en eski bileşeni olduğu düşünülmüştür. Disk iki kısımdan oluşur: ince disk ve kalın disk. İnce disk, Samanyolu dediğimiz gece gökyüzünde puslu ışık şeridi olarak gördüğümüz yıldızların çoğunu içerir. Kalın disk, ince diskin yüksekliğinin iki katından fazladır, ancak yarıçapı daha küçüktür ve Samanyolu’nun güneş çevresindeki yıldızlarının yalnızca yüzde birkaçını içerir.
Araştırmacılar, bu farklı bölgelerdeki dev altı yıldızları tanımlayarak Samanyolu’nun oluşumunun bir zaman çizelgesini oluşturabildiler ve işte o zaman bir sürprizle karşılaştılar.
Samanyolu tarihinin iki aşaması
Yıldız çağları, Samanyolu’nun oluşumunun iki ayrı evreye ayrıldığını açıkça ortaya koydu. Büyük Patlama’dan sadece 0,8 milyar yıl sonra başlayan ilk aşamada, kalın disk yıldızları oluşturmaya başladı. Halonun iç kısımları da bu aşamada bir araya gelmeye başlamış olabilir, ancak süreç yaklaşık iki milyar yıl sonra Gaia-Sosis-Enceladus olarak bilinen bir cüce gökada Samanyolu ile birleştiğinde hızla tamamlanmaya başladı. Haloyu yıldızlarla doldurdu ve yeni çalışmanın açıkça ortaya koyduğu gibi, yıldızlarının çoğunu oluşturmak için yeni oluşan kalın diski tetikledi. Güneşi tutan ince yıldız diski, galaksinin oluşumunun sonraki ikinci aşaması sırasında oluştu.
Analiz ayrıca, Gaia-Sosis-Enceladus ile birleşmenin tetiklediği yıldız oluşum patlamasından sonra, kalın diskin, Büyük Patlama’dan yaklaşık 6 milyar yıl sonra gaz tükenene kadar yıldız oluşturmaya devam ettiğini gösteriyor. Bu süre zarfında, kalın diskin metalikliği 10 kattan fazla arttı. Ancak dikkat çekici bir şekilde, araştırmacılar çok sıkı bir yıldız yaşı-metallik ilişkisi görüyorlar, bu da o dönem boyunca yıldızları oluşturan gazın iyi karıştığını gösteriyor. tüm disk boyunca. Bu, Samanyolu’nun erken disk bölgelerinin, metalleri etkili bir şekilde çok geniş bir alana yayan oldukça türbülanslı gazdan oluşturulmuş olması gerektiği anlamına gelir.
Gaia sayesinde bir zaman çizelgesi
Kalın diskin daha erken oluşum yaşı, galaksimizin erken tarihinin farklı bir resmine işaret ediyor. “2018’de Gaia-Sosis-Enceladus ile antik birleşmenin keşfinden bu yana, gökbilimciler, hale oluşmadan önce Samanyolu’nun zaten orada olduğundan şüpheleniyorlardı, ancak Samanyolu’nun neye benzediğine dair net bir resmimiz yoktu. Sonuçlarımız, Samanyolu’nun doğum günü, yıldız oluşum hızı ve metal zenginleştirme tarihi gibi o kısmı hakkında mükemmel ayrıntılar sağlıyor. Gaia verilerini kullanarak bu keşifleri bir araya getirmek, galaksimizin ne zaman ve nasıl oluştuğuna dair resmimizde devrim yaratıyor.” diyor Maosheng.
Ve henüz benzer galaktik disklerin oluştuğunu görmek için Evrene yeterince bakmıyor olabiliriz. 13 milyar yıllık bir yaş, 7’lik bir kırmızıya kaymaya karşılık gelir; burada kırmızıya kayma, bir gök cismi ne kadar uzakta olduğunun ve ışığının uzayı geçip bize ulaşmasının ne kadar sürdüğünün bir ölçüsüdür.
James Webb Uzay Teleskobu, Evrendeki en eski Samanyolu benzeri gökadaları görmek için optimize edildiğinden, yakın gelecekte yeni gözlemler gelebilir. Ve bu yıl 13 Haziran’da Gaia, üçüncü veri sürümünün tamamını (Gaia DR3) yayınlayacak. Bu katalog, yaşlar ve metaliklik gibi spektrumları ve türetilmiş bilgileri içerecek ve Maosheng’inki gibi çalışmaları daha da kolaylaştıracak.
“Her yeni analiz ve veri sürümüyle Gaia, galaksimizin tarihini daha önce görülmemiş ayrıntılarla bir araya getirmemizi sağlıyor. Gaia DR3’ün Haziran ayında piyasaya sürülmesiyle, gökbilimciler hikayeyi daha da fazla ayrıntıyla zenginleştirebilecekler” diyor. Timo Prusti, ESA için Gaia Proje Bilimcisi.
Araştırma yayınlandı Doğa.
Galaksimizin en son büyük çarpışması
Maosheng Xiang ve diğerleri, Samanyolu’nun erken oluşum tarihinin zaman çözümlü bir resmi, Doğa (2022). DOI: 10.1038/s41586-022-04496-5
Alıntı: Gaia görevi, Samanyolu’nun beklenenden çok daha eski kısımlarını buldu (2022, 23 Mart) 23 Mart 2022’de https://phys.org/news/2022-03-gaia-mission-milky-older.html adresinden alındı.
Bu belge telif haklarına tabidir. Özel çalışma veya araştırma amaçlı herhangi bir adil işlem dışında, yazılı izin alınmadan hiçbir bölüm çoğaltılamaz. İçerik yalnızca bilgi amaçlı sağlanmıştır.