בימיו הראשונים מאוד של היקום שלנו, לפני קצת יותר מ -13 מיליארד שנה, היה מעט מאוד מבנה. היו כוכבים והם התגבשו בקצב מהיר ובועטו במה שמכונה עידן הכוכבים. אולם הגלקסיות האדירות והמלכותיות שאנו רואים כיום, כולל גלקסיית שביל החלב שלנו, טרם התגבשו.
הגלקסיות הראשונות שנוצרו היו גלקסיות ננסיות, ועם הזמן הן התמזגו יחד כדי לבנות את סוגי הגלקסיות הספיראליות שאנו רואים כיום. אסטרונומים יודעים שזה מה שקרה, אך ציר הזמן המדויק לדרך החלב לא היה ברור. כעת מחקר חדש שפורסם ב"אסטרונומיה טבע "חשף חלק מהפרטים בהתהוות הגלקסיה הביתית שלנו.
המחקר החדש, שכותרתו "חשיפת הולדתו של שביל החלב דרך עידנים מהממים המדויקים עם גאיה" מבוסס על נתונים מחללית גאיה של ESA. המשימה של גאיה היא למפות את הכוכבים בדרך החלב. זה לא ימפה את כולם, אבל הוא ימדוד במדויק את המיקום והתנועה של אחוז אחד בלבד ממאה מיליארד הכוכבים של הגלקסיה. מדגם זה חושף תמונה כוללת של הגלקסיה.
תנועתו של כוכב מועברת לאותו כוכב בזמן היווצרותו. גאיה יוצרת מפה תלת ממדית של דרך החלב על ידי מדידת תנועה זו. בעיקרו של דבר, מפה זו מאפשרת לאסטרונומים להסתכל אחורה בזמן, על ידי התחקות אחר תנועת הכוכב לאחור. זו הסיבה שנתוני גאיה הם כלי רב עוצמה להבנת ההיסטוריה של שביל החלב.
צוות אסטרונומים ממכון Instituto de Astrofisica de Canarias (IAC) השתמש בנתונים אלה כדי לבחון את ההיסטוריה של שביל החלב ולברר איך הוא נראה בעבר. הסופרת הראשית של המאמר היא כרמה גאלארט, חוקרת ב- IAC. בהודעה לעיתונות אמר גלארט, "ניתחנו והשווינו עם מודלים תיאורטיים את התפלגות הצבעים והגדלות (בהירות) של הכוכבים שביל החלב, וחילק אותם למספר מרכיבים; מה שנקרא הילה כוכבים (מבנה כדורי המקיף גלקסיות ספירליות) ואת הדיסק העבה (כוכבים היוצרים את הדיסק של הגלקסיה שלנו, אך הם תופסים טווח גובה מסוים). "
אסטרונומים חקרו את ההילה הגלקטית של שביל החלב ומצאו שם שתי אוכלוסיות כוכבים נפרדות. אחת מאותן אוכלוסיות נשלטת על ידי כוכבים כחולים. תנועתם של אותם כוכבים אמרה לאסטרונומים שהם שרידי גלקסיית הגמדים שהתמזגה עם שביל החלב. אותה גלקסיה ננסית קדומה נקראת גאיה-אנצלדוס. האוכלוסייה האחרת בהילה מורכבת מכוכבים אדומים. ההיסטוריה של אותם כוכבים וציר הזמן של מיזוג שביל החלב / גאיה-אנצלדוס מעולם לא הובנו היטב.
בזכות משימת גאיה ועבודתם של אסטרונומים אלה אנו מקבלים כעת הבנה טובה יותר של המיזוג.
"ניתוח הנתונים מגאיה אפשר לנו להשיג את התפלגות גילאי הכוכבים בשני המרכיבים והראה שהשניים נוצרים על ידי כוכבים ישנים לא פחות, שהם מבוגרים יותר מאלו של הדיסק העבה", אומר חוקר IAC מחבר משותף כריס ברוק.
אך זו מעלה שאלה נוספת: אם שתי אוכלוסיות הכוכבים הם בני אותו הגיל, במה הם שונים? בעיקר זה מסתכם במתכתי שלהם.
"החלק האחרון של הפאזל ניתן בכמות ה"מתכות" (אלמנטים שאינם מימן או הליום) בכוכבים של רכיב זה או אחר, "הסביר תומס רואיז לארה, חוקר IAC וכותב משותף. "לכוכבים במרכיב הכחול יש כמות קטנה יותר של מתכות מאלו של המרכיב האדום."
ממצאים אלה, בתוספת תחזיות של הדמיות שמנותחות גם במאמר, אפשרו לחוקרים להשלים את ההיסטוריה של היווצרות שביל החלב.
תוצאות עבודתו מספרות סיפור של היווצרות כוכבים ומיזוג וצמיחה גלקטית המביאה לדרך שביל החלב של ימינו.
סיפור זה מתחיל לפני 13 מיליארד שנה, כמה מאות מיליוני שנים לאחר המפץ הגדול, כאשר התגבשו כוכבים בשתי מערכות נפרדות. האחת הייתה גלקסיית הגמדים של הגאיה-אנצלאדוס, והשנייה הייתה אביה של שביל החלב שלנו. שביל החלב הקדום היה מסיבי פי ארבעה מגלקסיית הגמדים, והיה מורכב מכוכבי מתכות צעירים וגבוהים יותר.
לפני כעשרה מיליארד שנים אירעה התנגשות אלימה בין גאיה אנצ'לדוס לשביל החלב הקדום. אירוע זה הכניס כמה כוכבים מהגלקסיה הגמדית וחלקם מדרך החלב הגדולה יותר לתנועה כאוטית, ובסופו של דבר הם יצרו את ההילה. ואז הייתה תקופה ארוכה של התפרצויות כאוטיות של היווצרות כוכבים, עד שהדברים התיישבו לפני כשישה מיליארד שנה. ואז, הגז התיישב בדיסק הגלקסיה, ונתן לנו את מה שאנחנו מכנים הדיסק הדק.
"עד כה כל התחזיות והתצפיות הקוסמולוגיות של גלקסיות ספירלה רחוקות הדומות לדרך החלב מעידות על כך שהשלב האלים הזה של מיזוג בין מבנים קטנים יותר היה תכוף מאוד," מסביר מתאו מונלי, חוקר ב- IAC וסופר משותף למאמר. . "כעת הצלחנו לזהות את הספציפיות של התהליך בגלקסיה שלנו, ולחשוף את השלבים הראשונים של ההיסטוריה הקוסמית שלנו בפרטים חסרי תקדים."
יותר:
- הודעה לעיתונות: הימים הראשונים של שביל החלב נחשפו
- מאמר מחקרי: חשיפת הולדתו של שביל החלב דרך גילאים מהממים מדויקים עם גאיה
- משימת גאיה של ESA
