Od rojstva sodobne astronomije so znanstveniki poskušali ugotoviti celoten obseg Galaksija Rimska cesta in izvedeli več o njegovi strukturi, nastanku in razvoju. Po trenutnih teorijah je razširjeno prepričanje, da je Rimska cesta nastala kmalu po velikem poku (pred približno 13,51 milijarde let). To je bilo posledica združevanja prvih zvezd in zvezdnih kopic, pa tudi kopičenja plina neposredno iz galaktičnega haloja.
Od takrat naj bi se več galaksij združilo z Rimsko cesto, kar je sprožilo nastanek novih zvezd. Toda po mnenju a nova študija skupina japonskih raziskovalcev je imela naša galaksija bolj burno zgodovino, kot se je prej mislilo. Po njihovih ugotovitvah je Rimska cesta doživela mirujoče obdobje med dvema obdobjema nastajanja zvezd, ki je trajala milijarde let, dejansko je umrla, preden se je ponovno vrnila v življenje.
Njihova študija z naslovom » Nastajanje zvezd v soseščini v dveh generacijah, ločenih s 5 milijardami let ušesa «, se je pred kratkim pojavilo v znanstveni revijiNarava.Študijo je izvedel Masafumi Noguchi, astronom iz Astronomski inštitut na univerzi Tohoku , Japonska. Noguchi je z uporabo nove ideje, znane kot 'akrecija hladnega toka', izračunal razvoj Rimske ceste v obdobju 10 milijard let.
Shematski diagram, ki prikazuje dve stopnji nastajanja zvezd v galaksiji Rimska cesta po Noguchiju. Zasluge: M. Noguchi/Nature/M. Haywood et al. (2016)/ reproducirano z dovoljenjem © ESO
To idejo o kopičenju hladnega plina je prvi predlagal Avishai Dekel - katedra za teoretično fiziko Andre Aisenstadta na Hebrejski univerzi v Jeruzalemu - in njegovi kolegi, da bi pojasnili, kako galaksije med nastankom kopičijo plin iz okoliškega prostora. Koncept dvostopenjske tvorbe so v preteklosti predlagali tudi Yuval Birnboim – višji predavatelj na Hebrejski univerzi – in njegovi sodelavci, da bi pojasnili nastanek masivnejših galaksij v našem vesolju.
Vendar je Noguchi po izdelavi modela Rimske ceste na podlagi podatkov o sestavi njenih zvezd ugotovil, da je tudi naša galaksija doživela dve stopnji nastajanja zvezd. Po njegovi študiji je zgodovino Rimske ceste mogoče razbrati, če pogledamo elementarne sestave njenih zvezd, ki so posledica sestave plina, iz katerega so nastale.
Ko gledamo zvezde v soseski Sonca, so številne astronomske raziskave ugotovile, da obstajata dve skupini, ki imata različno kemično sestavo. Ena je bogata z elementi, kot so kisik, magnezij in silicij (alfa-elementi), medtem ko je druga bogata z železom. Razlog za to dihotomijo je bila dolgoletna skrivnost, vendar Noguchijev model ponuja možen odgovor.
Po tem modelu se je Rimska cesta začela, ko so se hladni plinski tokovi nabirali v galaksijo in privedli do nastanka prve generacije zvezd. Ta plin je vseboval alfa-elemente zaradi kratkoživih supernov tipa II – kjer se zvezda na koncu svojega življenjskega cikla zruši jedro in nato eksplodira – in te elemente sprosti v medgalaktični medij. To je privedlo do tega, da je bila prva generacija zvezd bogata z alfa-elementi.
Modelna napoved za tri različne regije Rimske ceste. Zasluge: M. Noguchi/Nature/M. Haywood et al. (2016)/reproducirano z dovoljenjem © ESO
Nato so se pred približno 7 milijardami let pojavili udarni valovi, ki so segreli plin na visoke temperature. To je povzročilo, da je hladen plin prenehal teči v našo galaksijo, kar je povzročilo prenehanje nastajanja zvezd. V naši galaksiji se je nadaljevalo dve milijardi letno obdobje mirovanja. V tem času so dolgožive supernove tipa Ia – ki se pojavljajo v binarnih sistemih, kjer beli škrat postopoma sifonira material iz svojega spremljevalca – vbrizgale železo v medgalaktični plin in spremenile njegovo elementarno sestavo.
Sčasoma se je medgalaktični plin začel ohlajati z oddajanjem sevanja in začel teči nazaj v galaksijo pred 5 milijardami let. To je privedlo do druge generacije nastajanja zvezd, ki je vključevalo naše Sonce, ki so bile bogate z železom. Čeprav je dvostopenjska tvorba v preteklosti predlagala veliko bolj masivne galaksije, je Noguchi lahko potrdil, da ista slika velja za našo Rimsko cesto.
Še več, druge študije so pokazale, da lahko enako velja za najbližjo sosedo Rimske ceste, Galaksija Andromeda . Skratka, Noguchijev model napoveduje, da masivne spiralne galaksije doživljajo vrzel v nastajanju zvezd, medtem ko manjše galaksije nenehno ustvarjajo zvezde.
V prihodnosti bodo opazovanja obstoječih teleskopov in teleskopov naslednje generacije verjetno zagotovila dodatne dokaze o tem pojavu in nam povedala veliko več o nastajanju galaksij. Na podlagi tega bodo astronomi lahko tudi konstruirali vse natančnejše modele, kako se je naše vesolje sčasoma razvijalo.
Nadaljnje branje: Univerza Tohoku , Narava
