Он не каннибал: Астрономы оправдали Млечный Путь

Ранее считалось, что наша галактика сталкивалась со множеством других галактик и поглотила их в течение своей 13,6-миллиардной жизни. Самая большая из них, карликовая галактика Гайя-Энцелад (также известная как "Колбаса Гайи"), возникла около 10 миллиардов лет назад и, как предполагалось, была ответственна за любопытную особенность структуры Млечного Пути, называемую толстым диском.

Однако теперь выясняется, что это может быть не так. Астрономы изучили другую галактику с толстым диском и определили, что ее эволюция не была катастрофической случайностью, а просто нормальным способом роста спиральных галактик.

"Наши наблюдения показывают, что тонкие и толстые диски Млечного Пути возникли не из-за гигантского смешения, а из-за своего рода "стандартного» пути формирования и эволюции галактик", - сказал астроном Николас Скотт из Центра ARC. Excellence for All Sky Astrophysics in 3 Dimensions (ASTRO 3D) и Сиднейский университет в Австралии.

"На основании этих результатов мы думаем, что галактики с особыми структурами и свойствами Млечного Пути могут быть описаны как "нормальные".

Легче всего понять толстый и тонкий диски, если вы подумаете о Млечном Пути как о бургере. Тонкий диск толщиной около 400 световых лет, содержащий газ, пыль и звезды, аналогичен котлете для гамбургеров; толстый диск, простирающийся до 1000 световых лет и содержащий только звезды, похож на булочку.

На тонком диске можно найти все более молодые звезды, более богатые металлами, хотя он содержит звезды всех возрастов. Толстый диск менее заселен и содержит только звезды старше 10 миллиардов лет.

Эта особенность наблюдается только в некоторых спиральных галактиках, и астрономы действительно не знают, как они туда попали. Но, основываясь на данных Gaia, группа астрономов подумала, что они это выяснили. Они проследили движение скоплений звезд в гало Млечного Пути и их химический состав и обнаружили, что они возникли за пределами галактики. Затем моделирование показало, что галактическое слияние, в результате которого эти звезды попали в Млечный Путь, также нагревает уже существующий тонкий диск, раздувая его до более толстого.

Хотя мы видели другие спиральные галактики с толстыми дисками, было невозможно сказать, имеют ли эти структуры такое же звездное распределение, что и Млечный Путь. Войдите в спиральную галактику под названием UGC 10738, расположенную на расстоянии 320 миллионов световых лет от нас.

Вы можете приблизительно определить возраст звезды по ее химическому составу. В более молодых звездах содержится больше металлов, чем в более старых, поскольку эти элементы не существовали в галактике до тех пор, пока поколение или два звезд не создали их посредством ядерного синтеза более легких элементов.

Химический состав звезд также можно определить по их световому спектру - некоторые длины волн ярче или тусклее, в зависимости от присутствующих элементов.

Отдельные звезды не могут быть изучены в далеких галактиках; они слишком далеки, чтобы их можно было решить с помощью наших нынешних технологических возможностей. Что мы можем сделать, так это изучить свет, исходящий из разных регионов, и выяснить, какие типы звезд находятся в этих регионах как население.

Это то, что делает UGC 10738 такой блестящей лабораторией для изучения толстого диска. Его край обращен к нам, что дает нам очень четкое и ясное представление о тонких и толстых дисковых структурах - мы действительно можем различить бургер и булочку и отделить свет от каждой секции. Именно это и сделала команда Скотта, используя мощный Очень Большой телескоп Европейской южной обсерватории в Чили.

"Используя инструмент под названием multi-unit Spectroscopic explorer, или MUSE, мы смогли оценить соотношение металлов в звездах в его толстых и тонких дисках", - сказал астроном Джесси ван де Санде из ASTRO 3D и Сиднейского университета.

"Они были почти такими же, как и в Млечном Пути - древние звезды в толстом диске, более молодые звезды в тонком. Мы смотрим на другие галактики, чтобы убедиться, но это довольно убедительное доказательство того, что эти две галактики эволюционировали. таким же образом".

Это не означает, что Млечный Путь не участвовал ни в какой битве с другими галактиками, и, конечно же, не означает, что слияние Колбаса Гайи никогда не происходило (есть много других доказательств этой встречи). Но это, похоже, наводит на мысль, что Колбаса Гайи не была ответственна за раздувание толстого диска.

"Считалось, что тонкие и толстые диски Млечного Пути образовались в результате редкого насильственного слияния и поэтому, вероятно, их нельзя будет найти в других спиральных галактиках", - сказал Скотт.

"Наше исследование показывает, что это, вероятно, неверно, и оно эволюционировало естественным образом без катастрофических вмешательств. Это означает, что галактики типа Млечного Пути, вероятно, очень распространены. Это также означает, что мы можем использовать существующие очень подробные наблюдения Млечного Пути в качестве инструментов для лучшего анализа многого. более далекие галактики, которые по понятным причинам мы тоже не можем видеть".

Хотя это немного возвращает нас к определению того, что действительно вздуло толстый диск Млечного Пути, оно продвигает нас вперед в нашем исследовании толстых дисков и эволюции спиральных галактик в целом.

Теперь, когда команда продемонстрировала, что можно пространственно разрешить химическое распределение других галактик, они планируют применить свои методы к статистически значимой выборке подобных галактик, чтобы увидеть, насколько хорошо их выводы соответствуют действительности.