Cum misiunile Webb și Gaia aduc o nouă perspectivă asupra formării galaxiilor

Într-o ispravă a arheologiei galactice, astronomii folosesc informații din ce în ce mai detaliate pentru a urmări originea galaxiei noastre și pentru a afla despre cum s-au format alte galaxii în primele etape ale Universului. Folosind telescoape spațiale puternice precum Gaia și James Webb, astronomii sunt capabili să privească înapoi în timp și să privească unele dintre cele mai vechi stele și galaxii. Între datele lui Gaia privind poziția și mișcările stelelor în Calea Lactee și observațiile lui Webb ale galaxiilor timpurii care s-au format când Universul era încă tânăr, astronomii învață cum se unesc galaxiile și au făcut descoperiri surprinzătoare care sugerează că Universul timpuriu era mai aglomerat și mai luminos. decât și-a imaginat cineva anterior.

Primele piese ale Căii Lactee

Într-o lucrare recentă, cercetătorii care folosesc telescopul spațial Gaia au identificat două şiruri de stelenumite Shakti și Shiva, fiecare dintre ele conține o masă totală de aproximativ 10 milioane de sori și despre care se crede că s-au unit în Calea Lactee cu aproximativ 12 miliarde de ani în urmă.

Aceste fluxuri au fost prezente chiar înainte ca Calea Lactee să aibă caracteristici precum un disc sau brațele sale spiralate, iar cercetătorii cred că ar putea fi unele dintre cele mai vechi blocuri de construcție ale galaxiei pe măsură ce s-a dezvoltat.

„Ceea ce este foarte interesant este că suntem capabili să detectăm aceste structuri din vremuri atât de străvechi”, a spus cercetătorul principal Khyati Malhan de la Institutul Max Planck pentru Astronomie (MPIA). „Aceste fragmente foarte masive au venit și s-au prăbușit sub propriile lor. forța gravitațională și practic au format proto galaxia Calea Lactee.”

Acest lucru s-a întâmplat când Universul era încă tânăr, cele mai vechi galaxii formându-se doar cu aproximativ 13 miliarde de ani în urmă. Când aceste grupuri de stele se adunau pentru a forma ceea ce ar fi Calea Lactee, este discutabil dacă grupul la care s-au alăturat ar fi putut fi numit chiar o galaxie. Deși există cerințe gravitaționale largi pentru ca o anumită masă de stele să se mențină împreună, nu există o definiție precisă a momentului în care un grup de stele poate fi numit cu adevărat începutul unei galaxii.

„Când un oraș este un oraș?” a spus coautorul Hans-Walter Rix, de asemenea de la MPIA. „De aceea nu există o epocă în care galaxia s-a format. A fost un proces continuu.”

Calea Lactee ca un caz de testare

Având încă atât de multe de învățat despre formarea galaxiilor, este logic să începem cu propria noastră galaxie Calea Lactee ca caz de testare. Calea Lactee este „o galaxie extraordinar de medie”, a spus Rix. În comparație cu restul Universului, „Jumătate din stele trăiesc în galaxii mai mari, jumătate din stele trăiesc în galaxii mai mici”.

Ceea ce face Calea Lactee utilă este faptul că avem acces unic la ea, oferind posibilitatea de a vedea stelele individuale în ea. Aceasta înseamnă că cercetătorii pot identifica grupuri mari de stele care par să fi avut originea împreună cu vârste și niveluri similare de elemente mai grele. Privind la fiecare dintre aceste grupuri, le permite să urmărească modul în care galaxia a fost asamblată.

Există două moduri principale prin care stelele pătrund în galaxii. În primul, nori mari de gaz difuz sunt prezenți într-o galaxie existentă, iar acest gaz se condensează astfel încât stele se formează în interiorul ei. Alternativ, stelele care se formează într-o galaxie satelit pot fi târâte în galaxia principală.

Astăzi, cel mai adesea vedem formarea de stele în norii de gaz, aproximativ 90% dintre stelele pe care le vedem astăzi formându-se în acest fel. Dar în stadiile anterioare ale Universului, opțiunea de acumulare prin satelit a fost mult mai importantă, deoarece se crede că majoritatea stelelor din această perioadă s-au format în aglomerări care au fost apoi târâte în tânăra Cale Lactee.

Pentru a înțelege istoria Căii Lactee, astronomii trebuie să urmărească originea acestor grupuri de stele și să descopere ce le-a atras în galaxia pe care o cunoaștem astăzi. „Unul dintre obiectivele mari este „putem reconstrui evenimentele timpurii de acumulare a acestor piese care se unesc?””, a spus Rix.

Folosind datele Gaia, cercetătorii au reușit să identifice grupuri de stele cu orbite similare care erau situate spre centrul galaxiei. Ele sunt situate la jumătatea distanței dintre Pământ și centrul galactic și se găsesc într-o formă de torus cu pereți gros care se rotește în jurul centrului galaxiei.

Cercetătorii bănuiesc că cele două fluxuri de stele pe care le-au descoperit au fost unele dintre ultimele bucăți ale Căii Lactee care au fost absorbite în timpul etapei de acumulare a satelitului, după care formarea stelelor în galaxie a preluat rolul principal al stelelor care se alătură galaxiei. „Se pare că Shakti și Shiva sunt, probabil, ultima urgie a acelei faze timpurii, când erau în mare parte fragmente care se uneau împreună”, a spus Rix.