Astronomi su otkrili da aktivno formiranje zvezda u Mlečnom Putu prestaje na oko 40.000 svetlosnih godina od centra. Analiza 100.000 sjajnih džinovskih zvezda koristeći LAMOST, APOGEE i Gaia pokazuje U-oblikovan profil starosti, sa najmlađim zvezdama blizu te granice. Simulacije sugerišu da efikasnost formiranja zvezda naglo opada na toj udaljenosti, a najverovatnije objašnjenje uključuje radijalnu migraciju i uticaje strukture diska.
Formiranje zvezda u Mlečnom Putu prestaje na ~40.000 svetlosnih godina — naučnici još nemaju potpuni odgovor
Our Milky Way galaxy's spiral disk is about 100,000 light-years wide, but star formation doesn't occur across that entire span. | Credit: A. Ghizzi Panizza/ESO
Astronomi su precizirali granicu aktivnog formiranja zvezda u spiralnom disku Mlečnog Puta: ona se nalazi na otprilike 40.000 svetlosnih godina od galaktičkog centra. To znači da, iako je Mlečni Put širok najmanje 100.000 svetlosnih godina, većina novih zvezda nastaje znatno bliže centru.
Kako su došli do nalaza
Međunarodni tim na čelu sa Karlom Fitenijem analizirao je oko 100.000 svetlih džinovskih zvezda raspoređenih po disku. Istraživači su koristili spektroskopske podatke sa teleskopa LAMOST u Kini i eksperimenta APOGEE iz okvira Sloan Digital Sky Survey, kao i precizne astrometrijske podatke iz misije Gaia Evropske svemirske agencije.
Karl Fiteni: Mapiranjem promena starosne strukture zvezda kroz disk dobili smo jasan i kvantitativan odgovor na pitanje do koje granice se aktivno rađaju zvezde.
Glavni rezultati
Tim je utvrdio da prosečna starost zvezda opada sa udaljenošcu od centra, dostiže minimum na oko 40.000 svetlosnih godina, a zatim ponovo raste prema spoljnim delovima diska. Ovaj U-oblikovan profil starosti nije jedinstven za našu galaksiju, već je primetan i kod drugih spiralnih galaksija.
Simulacije urađene na superračunarima ukazuju da se na toj radijalnoj udaljenosti naglo smanjuje efikasnost formiranja zvezda, što označava spoljašnju granicu aktivnog zvezdanoog diska.
Credit: ESA/Gaia/DPAC/S. Payne-Wardenaar
Zašto postoje zvezde izvan granice formiranja?
Stare zvezde koje nalazimo izvan 40.000 svetlosnih godina najverovatnije nisu nastale tamo, već su se postepeno preselile iz unutrašnjih delova diska. Ključna indikacija je oblik njihovih orbita: one su bliske kružnim, što sugeriše da potiču iz diska, a ne da su dovedene usled sudara sa drugim galaksijama.
Victor Debattista: Zvezde u spoljnjem disku kreću se po skoro kružnim putanjama, što znači da su nastale u disku, a ne rasute tokom sudara sa satelitskim galaksijama.
Proces nazvan radijalna migracija omogućava zvezdama da, poput surfera na talasima, "jahaju" gustinske talase spiralnih krakova i postepeno prelaze na veće radijuse. Zbog toga su najstarije zvezde često na samim obodima galaktičkog diska — jer im treba više vremena da tamo stignu.
Mogući uzroci naglog pada formiranja zvezda
Zašto se formiranje zvezda naglo prekida na oko 40.000 svetlosnih godina nije sasvim jasno. Među mogućim objašnjenjima su:
- Uticaj centralnog bara galaksije koji menja raspodelu gasa i time utiče na dostupnost materijala za stvaranje zvezda.
- Izvijanje diska (eng. warp), potencijalno izazvano gravitacionom interakcijom sa patuljastom galaksijom, što može poremetiti kondicije za stvaranje zvezda u spoljnim regionima.
- Dugoročne posledice dinamike diska i promena u dovodu hladnog gasa potrebnog za formiranje novih zvezda.
Autori rada su kombinovali posmatranja sa naprednim simulacijama kako bi identifikovali gde se završava region aktivnog rađanja zvezda i koje fizičke mehanizme to najverovatnije uzrokuju, ali definitivni odgovor zahteva dalja istraživanja.
Objavljeno: 13. april u časopisu Astronomy & Astrophysics.
Pomozite nam da budemo bolji.
