Выражаем огромную благодарность Юлии Жуликовой из команды DS Astro за чудесные фотографии ночного неба и космоса. Подписывайтесь на них, чтобы увидеть больше красоты.
#
Считается, что наш Млечный путь является домом для более чем 400 миллиардов звёзд, одна из которых, конечно же, наше Солнце. Но как и где образовались эти звёзды, и откуда они пришли?
Понимание звёздной популяции нашей галактики может раскрыть многое не только о нашем доме, но и о вселенной в целом. Так называемая галактическая археология может объяснить сложную структуру нашей Галактики и показать, как формируются другие.
Естественно, учитывая наше расположение, Млечный путь также является лучшей из имеющихся у нас лабораторией для изучения эволюции, движения и формирования галактик. Благодаря изучению миллиардов загадочных точек внутри нашей Галактики открывается целая область изучения этих явлений.
Сверхновая
Звёзды играют ключевую роль в жизни галактики. Немногие из них заканчивают свою жизнь взрывами, именуемыми вспышкой сверхновой, через который они высвобождают тяжёлые элементы, необходимые для создания планет, астероидов и даже самой жизни. Но что вспышка сверхновой может рассказать о нашей Галактике?
Профессор Дан Маоз из Тель-Авивского университета в Израиле — ведущий автор проекта EMERGE, который стремится ответить на вопросы, подобные этому. «Идея EMERGE состоит в том, чтобы через наблюдения получить как можно больше информации, имеющей отношение к этому вопросу, — сказал Маоз. — То есть ответы на то, где и когда различные элементы во Вселенной были созданы и как они распределялись между звёздами нашей Галактики».
Звёзды, как и наше Солнце, содержат подобные ископаемым записи всех предыдущих поколений звёзд, взорвавшихся как сверхновые, благодаря чему мы можем вернуться в прошлое, изучая современные звёзды. «И в этом заключается идея — увидеть, как из этих фундаментальных процессов обогащения сверхновыми сформировалась нынешняя структура нашей Галактики», — сказал профессор Маоз.
Чтобы получить доступ к ископаемым данным, проект использует космический телескоп Gaia, принадлежащий Европейскому космическому агентству (ESA). Он был запущен в космос в 2013 году и сейчас находится на расстоянии около 1,5 миллиардов километров от Земли. Передовая космическая обсерватория выполняет десятилетнюю миссию по исследованию более двух миллиардов звёзд нашей галактики — самое широкомасштабное галактическое исследование в истории.
Данные, полученные от Gaia, позволяют профессору Маозу исследовать так называемую начальную функцию масс (НФМ) звёзд, относительное число малых и больших звёзд, сформированных в данной популяции. Зная их расстояние и яркость, можно посчитать их НФМ и вместе с ней собрать по кусочкам их историю.
Уже были сделаны некоторые интересные выводы. Например, измеряя их НФМ, профессор Маоз и его коллеги смогли подтвердить, что группа из нескольких миллиардов звёзд в нашей Галактике, известная как Gaia Sausage (Колбаса Гайя), которая развилась не из нашей Галактики, а фактически слилась с нашим Млечным Путём.
«К нашему удивлению мы обнаружили, что их НФМ очень отличалась от НФМ обычных звёзд нашей галактики, — сказал профессор Маоз. — Их НФМ, как генетическая подпись, подтвердила предыдущие намёки на то, что это скопление было поглощено Млечным Путём 10 миллиардов лет назад».
Галактическая археология
Зная, где и как были сформированы звёзды, можно многое рассказать о нашей галактике. Однако другой ключевой момент к пониманию Млечного Пути — это работа над определением возраста различных звёзд, что позволяет нам изучать историю нашей Галактики — этот подход известен как галактическая археология.
Проект Asterochronometry project, который возглавляет доктор Андреа Мильо из Бирмингемского университета в Великобритании, стремится более детально углубиться в галактическую археологию, чтобы понять, как спиральные галактики вроде нашей формируются и развиваются. Эта цель будет достигнута путём определения возраста десятков тысяч звёзд в Млечном Пути, однако для этого потребовался новый взгляд на вещи.
Проект использует уникальный метод датирования звёзд, известный как астросейсмология или звёздная сейсмология, которая при расчётах опирается на пульсирование яркости каждой звезды, дополненной важнейшей информацией с Gaia. Это позволяет рассмотреть множество звёздных эпох одновременно и восстановить хронологию событий, сформировавших нашу галактику.
«До Gaia мы обладали информацией о расстоянии только о нескольких ближайших тысячах звёзд, — сказал доктор Мильо. — Сейчас с Gaia у нас есть очень точная информация о том, где находятся звёзды. Когда вы осознаёте дистанцию, вы можете очень точно определить светимость. С Gaia мы можем сделать это на дистанции в несколько тысяч световых лет от Солнца, так что вы сможете исследовать различные регионы галактики».
Для определения возраста с высокой точностью проект также использует данные из планетарных телескопов, таких как Кеплер, принадлежащий NASA, и телескоп CoRoT, принадлежащий ESA. Они искали планеты, измеряя изменения в яркости звёзд. Также использовались данные с космического телескопа NASA TESS, который до сих пор собирает данные.
Такие изменения со временем напрямую связаны с возрастом звезды. «Эти изменения связаны со звуковыми волнами, затянутыми в недра звезды, — сказал доктор Мильо. — Измеряя частоту этих колебаний, вы можете вычислить массу, а затем и довольно точно подсчитать возраст».
Есть надежда, что эта модель в своих расчётах достигнет точности в 90%, что, по словам доктора Мильо, «действительно невероятно, поскольку это позволит нам датировать объекты десятимиллиардной истории Млечного Пути с разбросом всего до одного миллиарда лет. Расчёт возраста звёзд подобным образом позволит составить картину эволюции нашей Галактики, используя „ископаемые“ звёзды. Вы можете понять, когда произошло конкретное событие и как развивался Млечный Путь, а также в какой концентрации различные области галактики были насыщены конкретными элементами».
Это, наряду с такими проектами, как EMERGE, может начать объяснять нам, похож ли Млечный Путь по своей структуре и эволюции на другие спиральные галактики, которые мы можем наблюдать. «Как только мы поймём, как устроен Млечный Путь, мы сможем понять, насколько он уникален», — сказал доктор Мильо.
Перевод Екатерина Хананова, редактор Елена Королёва.
