Новые исследования раскрывают тайны формирования и эволюции галактик
В новом исследовании раскрыты ключи к пониманию того, как формируются и эволюционируют галактики, подобные нашему Млечному Пути, и почему их звёзды демонстрируют удивительные химические закономерности.
Исследование
Исследование, опубликованное в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, исследует происхождение загадочной особенности Млечного Пути: наличие двух отдельных групп звёзд с разным химическим составом, известных как «химическая бимодальность».
Когда учёные изучают звёзды вблизи Солнца, они обнаруживают два основных типа на основе их химического состава, а именно количества железа (Fe) и магния (Mg), которые они содержат. Эти две группы образуют отдельные «последовательности» на химической диаграмме, даже если они перекрываются по металличности (насколько они богаты тяжёлыми элементами, такими как железо). Это давно озадачивало астрономов.
Компьютерное моделирование
Новое исследование под руководством исследователей из Института космических наук Университета Барселоны (ICCUB) и Национального центра научных исследований (CNRS) использует передовые компьютерные симуляции (называемые симуляциями Auriga) для воссоздания формирования галактик, подобных Млечному Пути, в виртуальной вселенной.
Анализируя 30 смоделированных галактик, команда искала ключи к разгадке того, как формируются эти химические последовательности.
Понимание химической истории
Понимание химической истории Млечного Пути помогает учёным понять, как возникла наша галактика и другие подобные ей. Это включает в себя нашу галактику-сестру, Андромеду, в которой бимодальность пока не обнаружена. Это также даёт ключ к пониманию условий в ранней Вселенной и роли потоков космического газа и слияний галактик.
«Это исследование показывает, что химическая структура Млечного Пути не является универсальным шаблоном», — сказал ведущий автор Мэттью Оркни, исследователь из ICCUB и Института космических исследований Каталонии (IEEC).
«Галактики могут идти разными путями для достижения схожих результатов, и это разнообразие является ключом к пониманию эволюции галактик».
Выводы исследования
Исследование показывает, что в галактиках, подобных Млечному Пути, могут развиваться две отдельные химические последовательности с помощью различных механизмов. В некоторых случаях эта бимодальность возникает в результате всплесков звездообразования, за которыми следуют периоды низкой активности, в то время как в других случаях она является результатом изменений притока газа из окружающей среды галактики.
Вопреки предыдущим предположениям, столкновение с меньшей галактикой, известной как Gaia-Sausage-Enceladus (GSE), не является необходимым условием для возникновения такого химического рисунка. Вместо этого симуляции показывают, что газ с низким содержанием металлов из окологалактической среды (CGM) играет решающую роль в формировании второй последовательности звёзд.
Более того, форма этих химических последовательностей тесно связана с историей звездообразования галактики.
Будущие исследования
По мере появления новых телескопов, таких как космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST), и предстоящих миссий, таких как PLATO и Chronos, исследователи смогут проверить эти выводы и уточнить нашу картину космоса.
«Это исследование предсказывает, что другие галактики должны демонстрировать разнообразие химических последовательностей. Это скоро будет проверено в эпоху 30-метровых телескопов, где такие исследования внешних галактик станут рутинными», — сказал доктор Червин Лапорт из ICCUB-IEEC, CNRS-Observatoire de Paris и Kavli IPMU.
«В конечном счёте это также поможет нам уточнить физический путь эволюции нашего собственного Млечного Пути».