כמו גלקסיות ספירלה רבות אחרות ביקום, גלקסיית שביל החלב מורכבת משני מבנים דמויי דיסק - הדיסק הדק והדיסק העבה. הדיסק העבה, שעוטף את הדיסק הדק, מכיל כ -20% מכוכבי שביל החלב ונחשב שהוא המבוגר מבין הצמד על בסיס הרכב הכוכבים שלו (שיש להם מתכות גבוהה יותר) ואופיו הנפוח יותר.
עם זאת, במחקר שנערך לאחרונה צוות של 38 מדענים בראשות חוקרים ממרכז המצוינות של אוסטרליה עבור כל אסטרופיזיקה של שמיים בתלת מימד (ASTRO-3D) השתמשו בנתונים שהגיעו לגמלאות כעת קפלר משימה למדידת רעידות כוכבים בדיסק של שביל החלב. מכאן הם שינו את האומדנים הרשמיים לגיל הדיסק העבה של שביל החלב, שהם מסיקים כי הם בערך 10 מיליארד שנה.
המחקר המתאר את ממצאיהם - שכותרתו "סקר K2-HERMES: גיל ומתכתי הדיסק העבה" - הופיע לאחרונה בסקר הודעות חודשיות של החברה המלכותית לאסטרונומיה. צוות המחקר הובל על ידי ד"ר סנג'יב שארמה מהמכון לאסטרונומיה של סידני ומרכז המצוינות של ARC לכל אסטרופיזיקה של שמיים בשלושה ממדים (ASTRO-3D) וכלל חברים מאוניברסיטאות ומכוני מחקר מרובים.
כדי לקבוע את גיל הדיסק העבה, דר 'שארמה וצוותו השתמשו בשיטה המכונה אסטרוזיסולוגיה. זה מורכב ממדידת תנודות של כוכב הנגרמות על ידי רעידות כוכבים, בהן קרומי הכוכבים עוברים תזוזות פתאומיות הדומות לרעידות אדמה. תהליך זה מאפשר לחוקרים לבצע "ארכיאולוגיה גלקטית", שם הם מסוגלים להביט אחורה בזמן להיווצרותו של שביל החלב (לפני למעלה מ 13 מיליארד שנה).
כפי שהסביר דניס סטלו - פרופסור חבר באוניברסיטת ניו סאות 'ויילס ומחבר משותף למחקר - זה איפשר להם לקבוע את המבנים הפנימיים של כוכב:
"הרעידות מייצרות גלי קול בתוך הכוכבים הגורמים להם לצלצל, או לרטוט. התדרים שהופקו מספרים לנו דברים על התכונות הפנימיות של הכוכבים, כולל גילם. זה קצת כמו לזהות כינור כסטרדיבריוס על ידי האזנה לצליל שהוא משמיע. "
חשוב לציין כי אסטרונומים אינם מסוגלים לאתר "צלילים" בפועל שנוצרו על ידי כוכבים. במקום זאת, תנועות בפנים של כוכב נמדדות על סמך שינויים בהירות הכוכב. בעבר, אסטרונומים ציינו כי תצפיות שערכו קפלר המשימה לא התאימה לדגמים של מבנה שביל החלב - שניבאו שהדיסק העבה יכיל כוכבים בעלי מסה נמוכה יותר.
עד כה לא היה ברור אם אי-התאמה זו נובעת מאי-דיוקים במודלים הגלקטיים, או בגלל בעיה בקריטריוני הבחירה של הכוכבים. שימוש בנתונים חדשים מ- K2 במשימה, שארמה ועמיתיו גילו כי זה היה הראשון. בעיקרון, דגמים גלקטיים קודמים הניחו שהדיסק העבה מאוכלס בכוכבים בעלי מסה נמוכה ומתכת נמוכה.
עם זאת, באמצעות ה- K2 נתוני המשימה לביצוע ניתוח ספקטרוסקופי חדש, ד"ר שרמה וצוותו קבעו כי ההרכב הכימי ששולב במודלים קיימים אינו נכון, מה שהוביל להערכות לא מדויקות לגילם. על ידי התחשבות בכך, ד"ר שארמה וצוותו הצליחו להביא נתונים אסטרוזיסמיים בהתאמה לדגמים הגלקטיים שחזו. כפי שהסביר ד"ר שרמה:
"ממצא זה מבהיר תעלומה ... נתונים קודמים אודות חלוקת הגילאים של הכוכבים בדיסק לא הסכימו עם הדגמים שנבנו כדי לתאר זאת, אך איש לא ידע היכן הייתה השגיאה - בנתונים או בדגמים. עכשיו אנחנו די בטוחים שמצאנו את זה. "
מאז הושק בשנת 2009, הנתונים שנאספו על ידי קפלר המשימה הציעה כי היו הרבה יותר כוכבים צעירים בדיסק העבה מכפי שדגמנו חזויות. הוא אמנם לא נועד בראש ובראשונה לביצוע אסטרוכיאולוגיה, אולם יכולתו למדוד שינויים בהירות הכוכב (לכאורה בגלל מעברים פלנטריים) מתאימה למדידת רעידות כוכבים.
"כוכבים הם רק מכשירים כדוריים מלאים בגז, אך הרטט שלהם זעיר, ולכן עלינו להסתכל בזהירות רבה", אמרה שרמה. "מדידות הבהירות המעודנות שנעשו על ידי קפלר היו אידיאלים לזה. הטלסקופ היה כל כך רגיש שהוא היה יכול לזהות את העמעום של פנס המכונית כאשר פרעוש חצה אותו. "
ממצאים אלה מראים כי גם לאחר ששניים מגלגלי התגובה שלו כשלו בשנת 2013, קפלר עדיין היה מסוגל לערוך תצפיות יקרות ערך כחלק ממנו K2 קמפיין. תוצאות המחקר הן גם אינדיקציה חזקה לכוחה האנליטי של האסטרוזיסולוגיה וליכולתו להעריך את גילאי הכוכבים. גילויים נוספים צפויים כאשר המדענים ממשיכים לשפוך נתונים שהושגו על ידי המשימה לפני שהפסיקה לפעול בנובמבר 2018.
הניתוח של נתונים אלה ישולב עם מידע חדש שנאסף על ידי הלוויין הסקר Exoplanet Survey Exoplanet (TESS) - קפלרהיורש הרוחני שלקח לחלל רק שבעה חודשים לפני כן קפלר פרש. מידע זה ישפר עוד יותר את הערכות הגיל עבור כוכבים רבים יותר בדיסק ויסייע לאסטרונומים ללמוד יותר על התפתחותו של שביל החלב והתפתחותו.
