Má se za to, že galaxie jako Mléčná dráha byly vybudovány řadou sloučení, přitahování menších galaxií a skupin hvězd a vytváření vlastních cizích hvězd. V některých případech byla sloučení dostatečně nedávná, že můžeme stále detekovat dříve nezávislé těleso jako skupinu hvězd, které společně obíhají kolem Mléčné dráhy. Ale postupem času interakce se zbytkem hvězd v Mléčné dráze pomalu naruší všechny struktury, které kupa ukrývá.
Je tedy překvapivé, že výzkumníci našli to, co se zdá být pozůstatky kulové hvězdokupy některých nejstarších hvězd v okolí. Objev je v souladu s modelem budování galaxií „růst prostřednictvím fúze“, ale vyvolává otázky, jak hmota zůstane nedotčená, dokud to bude.
Gaia data mining
Výsledky začaly analýzou dat Evropské kosmické agentury Mise Gaia, jehož cílem je zhotovit alespoň trojrozměrnou mapu Mléčné dráhy. Gaia vyfotografovala téměř miliardu objektů desítkykrát, což stačí k odhadu jejich polohy a pohybu kolem jádra Mléčné dráhy. Tato mapa pomohla vědcům identifikovat struktury v naší galaxii na základě skutečnosti, že existují některé hvězdokupy, které jsou nejen fyzicky blízko sebe, ale všechny se pohybují stejným směrem.
Gaia data mining pro tyto typy struktur je tak užitečný, že existuje softwarový algoritmus nazvaný STREAMFINDER, který je definuje. Tento program vedl k objevu hvězdného proudu C-19, skupiny hvězd pohybujících se společně přes halo Mléčné dráhy.
Jedním ze způsobů, jak zkontrolovat, zda tyto skupiny hvězd skutečně začaly jako součást jedné skupiny, je zkontrolovat jejich věk. Hvězdokupy se často skládají z hvězd podobného stáří. Jedním ze způsobů, jak zjistit, zda hvězdy vznikají současně, je kontrola obsahu těžších prvků. Během Velkého třesku bylo jen málo prvků těžších než helium, takže většina existujících těžších prvků pocházela z dřívějších hvězd. Čím později v historii vesmíru hvězda vznikla, tím pravděpodobněji by hvězda obsahovala tyto těžší prvky.
(Astronomové nazývají jakýkoli prvek těžší než helium kovem a obsah těžkých prvků hvězdy označují jako kov. To ale pravděpodobně zmátne většinu neastronomů, takže se tomu vyhneme.)
Astronomové stojící za novou prací tedy měřili úrovně těžkých prvků ve hvězdách, o kterých se předpokládalo, že patří do proudu C-19. S výjimkou jedné končetiny byli všichni úplně stejní, což naznačovalo, že proud je ve skutečnosti rušivým zbytkem skupiny. Výsledky ale také obsahovaly překvapení: pozoruhodně nízké množství těžkých prvků.
Dávná historie
Typický způsob, jak zaznamenat těžké prvky, je poměr železa (které se tvoří až pozdě v životě hmotné hvězdy) k vodíku. Vodík byl vždy nejhojnějším prvkem ve vesmíru, zatímco hladiny železa se postupem času pomalu zvyšovaly. Takže čím vyšší je poměr železa k vodíku, tím dříve se hvězda vytvořila.
V případě proudu C-19 byl poměr velmi nízký. Tak nízké, že hvězdy C-19 vznikly před 3 miliardami let po Velkém třesku, nebo když byl vesmír jen asi čtvrtina jeho současného stáří. Je možné, že vznikly o něco dříve.
V Mléčné dráze bylo identifikováno několik stovek hvězd s podobně nízkou úrovní těžkých prvků. Nikdy však nebyla spatřena žádná hvězdokupa, ve které by byla každá hvězda na tak nízké úrovni. Ve skutečnosti se před tímto objevem předpokládalo, že kupy v Mléčné dráze obsahují prvky těžké pro Zemi – všechny měly úrovně vyšší než ty, které byly pozorovány v proudu C-19. To platilo i přesto, že na základě rozložení známých skupin bychom očekávali asi pět úrovní s těžkými prvky podobnými těm v proudu C-19.
Nedostatek dalších hvězdokup naznačuje, že většina raných hvězdokup, jako je tento proud, byla již natolik narušena, že zmizela v pozadí hvězd Mléčné dráhy. Což vyvolává otázku, proč neexistuje proud C-19. To je obzvláště neočekávané, protože oběžná dráha proudu kolem galaktického jádra jej zavede hlouběji do Mléčné dráhy, což mu dává spoustu příležitostí zapojit se do interakcí s jinými prvky, které by jej měly znemožnit.
Jednou z možností, která by to mohla vysvětlit, je, že kupa původně vstoupila do Mléčné dráhy jako součást trpasličí galaxie, která byla pohlcena. Struktura trpasličí galaxie by mohla poskytnout určitý stupeň ochrany, dokud se nezhroutí a její hvězdy nebudou rozptýleny po celé Mléčné dráze. A pokud je to pravda, hmota, která dala vzniknout proudu C-19, obsahovala velkou část hvězd v té době v trpasličí galaxii.
Bez ohledu na to, jak si to vysvětlujeme, přítomnost proudu C-19 nám říká věci o historii vesmíru. Autoři uzavírají: „Přítomnost C-19 sama o sobě dokazuje, že kulové hvězdokupy měly být schopny se tvořit v prostředí s nízkým obsahem minerálů, kde se měly agregovat první galaktické struktury.“
Příroda, 2022. DOI: 10.1038 / s41586-021-04162-2 (O DOI).
Přátelský webový obhájce. Odborník na popkulturu. Bacon ninja. Tvrdý twitterový učenec.
