Tako kot druge spiralne galaksije ima Rimska cesta v središču izbočeno kroglo zvezd. Imenuje se 'The Bulge' in je v polmeru približno 10.000 svetlobnih let. Astronomi so razpravljali o izvoru izbokline, nekatere raziskave pa so pokazale, da jo je ustvarilo več epizod nastajanja zvezd.
Toda nova raziskava z NOIRLabom Kamera temne energije kaže, da je en sam epski izbruh nastajanja zvezd ustvaril izboklino pred več kot 10 milijardami let.
Rimska cesta je ogromna struktura, ki se razteza med 170.000 in 200.00 svetlobnih let. Ni jasno, koliko zvezd vsebuje z ocenami od 100 do 400 milijard. Verjetno vsebuje podobno število planetov.
Naš sončni sistem se nahaja v Orionovem kraku Rimske ceste, približno 27.000 svetlobnih let od galaktičnega središča. Z našega zornega kota je Rimska cesta videti kot ogromen meglen pas svetlobe. Toda zahvaljujoč sodobni astronomiji vemo veliko več podrobnosti o Rimski cesti morfologija .
Preprosta shema Rimske ceste. Zasluge slike: avtor RJHall na angleški Wikipediji, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=52696960
Vemo, da je Rimska cesta vrteči se disk s spiralnimi kraki. Vemo, da je v središču supermasivna črna luknja, imenovana Strelec A*. In vemo, da medtem ko je disk kot celota sploščen, je osrednja izboklina drugačna. To je kot dve ocvrti jajci z rumenjakom, ki štrli od zgoraj in spodaj.
Kako je nastala izboklina zvezd, je bilo vprašanje brez odgovora. Obstajajo dokazi, da je rasla več milijard let, ko je nastajalo vedno več zvezd. Nekateri astronomi trdijo, da je nastala med dvema različnima izbruha nastajanja zvezd, enega pred približno 10 milijardami let in drugega pred približno 3 milijardami let.
'V izboklini se je zgodilo nekaj drugega.'
Michael Rich, glavni raziskovalec, Univerza v Kaliforniji, Los Angeles.
'Številne druge spiralne galaksije so videti kot Rimska cesta in imajo podobne izbokline, tako da če lahko razumemo, kako je Rimska cesta oblikovala svojo izboklino, bomo imeli dobro predstavo o tem, kako so bile tudi druge galaksije,' je dejal soglavni raziskovalec. Christian Johnson z Znanstvenega inštituta za vesoljski teleskop v Baltimoru v Marylandu. Johnson je glavni avtor enega od dokumentov, ki pojasnjujejo te nove rezultate. Članek ima naslov 'Blanco DECam Bulge Survey (BDBS) II: uspešnost projekta, analiza podatkov in zgodnji znanstveni rezultati.' Objavljeno je v mesečnih obvestilih Kraljevega astronomskega društva.
Nova raziskava pravi, da so zvezde v 1000 svetlobnih letih v središču galaksije nastale v enem epskem dogodku pred približno 10 milijardami let. Takrat je ogromna količina plina padla v osrednje območje, kar je sprožilo celotno rojstvo zvezd. Ves ta plin je bil morda primordialni material, povlečen v središče, ali pa je prišel zaradi združitve z drugo manjšo galaksijo.
Ti rezultati izhajajo iz raziskave Dark Energy Camera (DECam), v kateri je sodelovalo približno 250 milijonov zvezd. Raziskava je bila osredotočena na ultravijolično svetlobo iz t.i Rdeča gruča zvezde. Raziskovalci so lahko analizirali kemično sestavo teh zvezd.
Ta slika prikazuje širok pogled na središče Rimske ceste z izvlečno sliko, ki jo je posnela kamera za temno energijo (DECam) na Medameriškem observatoriju Cerro-Tololo v Čilu. Medtem ko fotografija Rimske ceste obsega 71 stopinj neba, slika DECam zajema 0,5 krat 0,25 stopinje (območje približno dvakrat širše od polne Lune).
ZAGOVOR: Mlečna cesta foto: Akira Fujii; Vstavljena fotografija: CTIO/NOIRLab/NSF/AURA/ STScI , W. Clarkson (UM-Dearborn), C. Johnson (STScI) in M. Rich (UCLA)
Običajno astronomi analizirajo kemično sestavo zvezde s pomočjo spektroskopije. To je lahko naporen proces, saj je naenkrat mogoče analizirati le peščico zvezd. Toda v tej raziskavi DECam Bulge Survey so astronomi lahko analizirali veliko več hkrati. Analiziranih je bilo skupno 70.000 zvezd v izboklini.
'Ta raziskava nam daje veliko sliko o izboklini na način, ki ga številne prejšnje raziskave niso mogle narediti,' je dodala soavtorica Caty Pilachowski z univerze Indiana v Bloomingtonu v Indiani.
Kritična lastnost zvezd je njihova kovinskost . V astronomiji se metaličnost nanaša na obilico elementov, težjih od vodika in helija. Če ima populacija zvezd enako kovinskost, so verjetno iste starosti in so morda nastale iz istega materiala. In zvezde z večjo kovinskostjo so starejše od zvezd z nižjo kovinskostjo, ker so lahko bili le težji elementi ustvarjen v prejšnji generaciji s zvezd.
Toda zvezde v Bulgeu je nekoliko težko ugotoviti.
Ta fotografija, ki gleda proti središču galaksije Rimska cesta, pokriva 0,5 krat 0,25 stopinje na nebu (območje približno dvakrat širše od polne Lune) in vsebuje več kot 180.000 zvezd. Slika zajame del naše galaksije v premeru približno 220 x 110 svetlobnih let. Posneto je bilo s kamero temne energije na 4-metrskem teleskopu Victor M. Blanco na Medameriškem observatoriju Cerro-Tololo v Čilu, programu NSF-jevega NOIRLaba. Zasluge slike: CTIO/NOIRLab/NSF/AURA/ STScI , W. Clarkson (UM-Dearborn), C. Johnson (STScI) in M. Rich (UCLA)
Zdi se, da so mlajši, kot so, in vsebujejo približno enako količino kovin kot Sonce. Toda Sonce je staro le približno 4,5 milijarde let, zvezde Bulge pa so starejše. Sonce ima večjo kovinskost, ker je mlado; nastala je iz materiala, ki je že prestal cikle rojstva in smrti zvezde, ki je svoj osnovni material obogatil s težjimi elementi.
Vprašanje je, zakaj imajo te starejše zvezde v Bulge tako visoko kovinskost?
»V izboklini se je zgodilo nekaj drugega. Kovine so se tam nabrale zelo, zelo hitro, verjetno v prvih 500 milijonih let svojega obstoja,« je povedal glavni raziskovalec Michael Rich z Univerze v Kaliforniji v Los Angelesu.
Če se zvezde oblikujejo v daljšem časovnem obdobju, bi morale imeti različne ravni kovine. Če so nastale naenkrat, bi morale biti njihove kovinske ravni podobne. Raziskava DECam je pokazala, da imajo vse zvezde znotraj 1000 svetlobnih let od galaktičnega središča enako povprečno kovinskost. To nakazuje, da so se vsi oblikovali v eni enotni epizodi rojstva zvezde.
Podatki iz raziskave kažejo, da je bila ta epizoda rojstva zvezde pred približno 10 milijardami let.
'Naša raziskava je edinstvena, ker smo lahko skenirali neprekinjen del izbokline pri valovnih dolžinah svetlobe od ultravijolične do vidne do skoraj infrardeče. To nam omogoča, da jasno razumemo, katere so različne komponente izbokline in kako se prilegajo skupaj,« je dejal Johnson.
Več:
- Izjava za javnost: NOVA RAZISKAVA UGOTAVLJA, DA JE ENKRAT NASTANKA ZVEZDE USTVARIL SREDIŠČO IZBOLJENJE MLEČNE POTI
- Nova raziskava: Blanco DECam Bulge Survey (BDBS) II: uspešnost projekta, analiza podatkov in zgodnji znanstveni rezultati
- Nova raziskava: Raziskava izbokline Blanco DECam. I. Opis raziskave in zgodnji rezultati
- Vesolje danes: Mlečna cesta že začenja prebavljati Magellanove oblake, začenši z njihovimi zaščitnimi halosi vročega plina
