Астрофизики, исследующие происхождение Млечного Пути, возможно, обнаружили «старое сердце» нашей галактики — изначальное древнее ядро, вокруг которого выросли все звёзды и планеты нашей галактики.
Коллекция из 18 тысяч старейших звёзд нашей галактики, расположенных в созвездии Стрельца, относится к протогалактике Млечного Пути — первичной массы газа и пыли, образующих первые звёзды молодой галактики, возраст которой превышает 12,5 миллиардов лет. Исследователи обнаружили, что эта группа, составляющая примерно 0,2% от общей массы нашей галактики, является ядром, вокруг которого в конечном итоге и вырос весь Млечный Путь. Добавим, что результаты данного исследования были опубликованы 8 сентября на сервере препринтов arXiv и ещё не прошли рецензирование.
Изображение: Unsplash/Greg Rakozy
Чтобы обнаружить первичную группу звёзд, астрономы использовали данные обсерватории Gaia Европейского космического агентства (ESA) — космического аппарата весом 3594 фунта (1630 кг), запущенного в 2013 году с целью создания самой подробной и точной карты Млечного Пути.
«Долгое время считалось (на основе теории и моделирования), что самые старые звёзды находятся в самом центре галактики. Теперь мы показали, что их там очень много, — сказал Live Science ведущий автор исследования Ганс-Вальтер Рикс (Hans-Walter Rix), астроном из Института астрономии Макса Планка в Гейдельберге, Германия. — Это как заниматься археологией в старом городе. Мы показали, что самые старые и самые примитивные руины находятся в «современном» центре города.»
Поиск древнего сердца нашей галактики начался с поиска в самой густонаселенной области, её центральной выпуклости, крошечной доли звёзд примерно того же возраста, что и Млечный Путь, которому около 13 миллиардов лет.
Чтобы извлечь эту крошечную группу, как иголку из стога сена, исследователи объединили данные, собранные Gaia о 2 миллионах звёзд, которые находятся в пределах 30 градусов от галактического центра, в поисках менее массовых, более долгоживущих звёзд с низким содержанием металлов. Звёзды, соответствующие этому профилю, родились в гораздо более молодой Вселенной, которая ещё не была заполнена тяжёлыми металлами, разбросанными повсюду в результате взрывов сверхновых.
Но это только половина истории, так как звёзды с низким содержанием металлов в Млечном Пути также могли появиться из меньших карликовых галактик, которые врезались в нашу галактику и сливались с ней на протяжении всей её жизни. Изучив пути этих звёзд в космосе, сохранив при этом только те, которые не отклонялись в бедные металлами регионы галактики, исследователи смогли отделить звёзды, образующие древнее сердце, от звёзд, возникших в карликовой галактике.
В итоге исследователи выявили часть оригинального скелета звёзд, вокруг которых вырос Млечный Путь — популяция, которая, по их оценкам, в 50-200 миллионов раз массивнее нашего собственного Солнца. Поскольку более тяжёлые звёзды умирают быстрее, чем более мелкие, оставшиеся звёзды в среднем примерно в 1,5 раза легче Солнца, считают исследователи.
«Эти звёзды составляют около половины общей звёздной массы после рождения, — сказал Рикс. — Так что около половины звёзд [из протогалактики] дожили до наших дней.»
Исследование учёными ныне открытого древнего сердца Млечного Пути выявило две вещи. Во-первых, поскольку звёзды старой протогалактики гораздо меньше вращаются вокруг галактического центра по сравнению с более молодыми звёздами, это подтверждает прошлые наблюдения о том, что ядро Млечного Пути начало свою жизнь с неподвижного состояния, в конечном итоге набирая скорость вращения по мере роста центра масс галактики.
А во-вторых, несмотря на множественные слияния с более мелкими галактиками, тесное скопление звёзд в центре Млечного Пути указывает на то, что его ядро не подверглось столкновениям с другими галактиками.
«Млечный Путь никогда не подвергался резким потрясениям, — сказал Рикс. — Наша галактика жила безбедной жизнью.»
Исследователи надеются, что при дальнейшем изучении древнее сердце сможет рассказать им ещё больше о самых ранних годах нашей галактики, например, о типах сверхновых, которые должны были взорваться во время её создания, чтобы произвести пропорции ранних химических элементов, которые мы можем наблюдать сегодня.
