Különleges mintázat a Tejútrendszer csillagainak mozgásában

3822

Különleges mintázatot találtak a Tejútrendszer csillagainak mozgásában, ami egy közelmúltban lezajlott galaktikus ütközésre utal.

Csillagászok két független csoportja galaxisunk csillagainak mozgását vizsgálva feltűnő mintázatot fedezett fel, amely arra enged következtetni, hogy egy szomszédos galaxis valamikor az elmúlt egymilliárd évben a Tejútrendszernek ütközött. A Gaia űrszonda pontos méréseket szolgáltatott mintegy egymilliárd csillag távolságáról és mozgásáról. A 2018. áprilisi adatok izgalmas eredményekre vezettek: a szonda nemcsak újabb közeli csillaghalmazokat fedezett fel, de információval szolgált távoli galaxisok mozgásáról is. A csillagászok a saját galaxisunkat is vizsgálták az új adatok tükrében.

Teresa Antoja, a Barcelonai Egyetem kutatója munkatársaival váratlan mintázatot fedezett fel, amikor hatmillió közeli csillag pontos távolság- és sebességadatait vizsgálta a Gaia adatállományából. Első látásra a csillagok helyzetében semmi szokatlan nem látszott. Amikor azonban a csillagok mozgását, különösen annak a Tejút síkjában lévő és arra merőleges komponenseit hasonlították össze az égitestek fősíktól mért távolságával, egy spirális alakzatra lettek figyelmesek. Kiderült például, hogy a síkra merőleges sebességek összefüggést mutatnak a síkbeli sebességekkel, és sok csillagot közös diagramon ábrázolva az eloszlás spirált rajzol ki. Felfedezésüket a Nature című folyóiratban tették közzé.

Az animáció a spirális forma kialakulását demonstrálja: a pontok az egyes csillagok Tejút síkjához viszonyított távolságát mutatják az arra merőleges sebességükhöz képest. Az animáció kezdetén mindegyik csillag a grafikon egy kis területén sűrűsödik. Ahogy telik az idő, a grafikonon minden csillag az óramutató járásával megegyező irányban halad, végül spirál alakban oszlanak el. Forrás: Teresa Antoja

A galaxis legtöbb csillaga a korongban található, és a galaxis központja körül kering. Az a tény, hogy a durván körkörös pályák korrelálnak a síkra merőleges mozgásokkal, és spirál alakot hoznak létre, arra utal, hogy valami kibillentette a korongot az egyensúlyából. A spirál nagyméretű gravitációs zavarokat jelent, amelyek okozója valószínűleg egy kisebb galaxissal való találkozás lehetett. Amikor galaxisunk kialakult, gyakran történtek hasonló ütközések, de ezek több százmillió év alatt elsimultak. Mivel a találkozás hatásai ma is látszanak, valami a közelmúltban zavarhatta meg a Tejútrendszer korongjának szerkezetét.

A Gaia által jobban megismerhetjük a csillagok távolságát és mozgását, de kémiai összetételükről is többet tudhatunk meg. A csillagok főként hidrogénből és héliumból állnak, de a nehezebb elemek mennyisége felfedheti a csillagok korát és egyéb tulajdonságait. A földi spektroszkópiai felmérések, mint például az ausztráliai obszervatóriumban folyó Galaktikus Archeológia program (Galactic Archaeology with HERMES, GALAH) részletes méréseket végzett több százezer csillag kémiai tulajdonságainak feltérképezésére. A Gaia és a GALAH adatainak felhasználásával Joss Bland-Hawthorn (Sydney-i Egyetem, Ausztrália) és munkatársai összehasonlító vizsgálatokat végeztek: nemcsak a csillagok mozgását határozták meg, de az azokban található nehéz elemek arányát is, hogy jobban megérthessék a spirális mintázatot. Az általuk írt tanulmány 2018. szeptember 7-én jelent meg az arXiv preprint portálon.

Művészi ábrázolás a csillagok sebességének perturbációjáról galaxisunkban, amikor egy másik, kisebb galaxis több százmillió évvel ezelőtt nekiütközött. Forrás: ESA

A csillagok egymást követő generációi mind nagyobb és nagyobb mennyiségben tartalmaznak a héliumnál nehezebb elemeket. Ezeket a csillagászok – a kémikusok nagy bánatára – egyszerűen fémeknek nevezik. A fémtartalom alapján becsülhető a csillagok kora: minél több fém van bennük, annál fiatalabbak. Bland-Hawthorn a GALAH és a Gaia adatait felhasználva a Tejútrendszerben egy fémgazdag fiatalabb, és egy fémekben szegény, idősebb réteget azonosított.

A síkra merőleges elmozdulások okozta spirálszerű minta a fémben gazdag csillagpopulációban jobban látható, így a csillagászok meg tudták becsülni, mikor találkozott galaxisunk a betolakodóval. Bland-Hawthorn csapatának becslése szerint közel 500 millió éve történt az ütközés. Ez egybecseng Antoja csapatának becslésével, ami 300 és 900 millió évvel ezelőttre teszi az eseményt. Kiderült, hogy a Sagittarius elliptikus törpegalaxis került közel a Tejútrendszerhez legalább 200 millió, legfeljebb egymilliárd évvel ezelőtt, így nagy eséllyel pályázhat a galaktikus baleset vétkese címre. A találkozás gravitációs hatása máig érezhető, a törpegalaxis lassan darabokra szakad.

Ez a felfedezés még csak a kezdet. A Gaia precíz mérései más összefüggő mozgásmintákra is következtetni engednek: ilyenekre utalnak a spirált kiegészítő csigahéjak és gerincek is. Ezen minták azonosításával és kialakulásuk megértésével a csillagászok feltárhatják galaxisunk fejlődésének útját, és következtethetnek azokra a találkozásokra, amelyek más galaktikus szomszédainkkal történtek.

Forrás: Pattern in Milky Way’s Stars Suggsts Recent Galactioc Whack, Sky & Telescope

Hozzászólás

hozzászólás