Gaia sleduje sourozenecké hvězdy v Mléčné dráze

Hvězdy se rodí v obrovských oblacích plynu a prachu ve vesmíru. Když se díváme ven do naší Galaxie Mléčná dráha, vidíme některé hvězdy, které stále visí v jejich původní hvězdné rodině; říkáme, že tyto hvězdy sídlí v otevřených hvězdokupách. Naše slunce se určitě zrodilo v takovém oblaku, jehož hvězdy se nyní rozptýlily do Mléčné dráhy a pohybovaly se obecným proudem hvězd kolem středu galaxie. Probíhá pátrání po ztracených sourozencích Slunce. Ale co kdybychom rozeznali nejen sourozence našeho Slunce, ale sourozenecké hvězdy v široké oblasti Mléčné dráhy? Ve skutečnosti můžeme. Úžasná kosmická loď Gaia Evropské kosmické agentury (ESA) nám tuto schopnost dala. A na rozdíl od toho, co věřili astronomové - spíše než aby odcházeli z domova mladí, jak se očekávalo - bylo zjištěno, že hvězdní sourozenci odhalení Gaiou se drželi pohromadě v dlouhodobých hvězdných skupinách. Astronomové v současné době označují tyto skupiny hvězdných sourozenců za „struny“.

Prohlášení z ESA z 28. srpna 2019 vysvětluje, proč informace o hvězdných rodinách nebo řetězcích přicházejí tak dlouho:

Zkoumání distribuce a minulých dějin hvězdných obyvatel naší galaxie je obzvláště náročné, protože vyžaduje, aby astronomové určovali věk hvězd. To není vůbec triviální, protože „průměrné“ hvězdy podobné hmoty, ale různý věk vypadají velmi podobně.

Aby astronomové zjistili, kdy vznikla hvězda, musí se místo toho podívat na populace hvězd, o nichž se předpokládá, že se vytvořily současně - ale vědět, které hvězdy jsou sourozenci, představuje další výzvu, protože hvězdy nemusí nutně dlouho viset v hvězdných kolébkách, kde formovány.

Pohled na čelní rodiny hvězd - sourozenecké hvězdy narozené z jediného oblaku plynu - v naší Mléčné dráze do 3 000 světelných let od našeho slunce (střed obrazu). Mléčná dráha je široká 100 000 světelných let. Hvězdy ve shlucích se dnes objevují jako tečky. Společně se pohybující skupiny - hvězdy narozené společně a stále se pohybující společně ve vesmíru - vypadají jako silné linie. Tento diagram je založen na údajích z nesmírně užitečného druhého zveřejnění údajů mise Gaia z Evropské kosmické agentury. Obrázek přes M. Kounkel a K. Covey (2019).

Marina Kounkel z University of Western Washington University je vedoucí autorkou nové recenzované studie, která byla zveřejněna 23. srpna 2019 v The Astronomical Journal . Vysvětlila:

Abychom zjistili, které hvězdy se vytvořily společně, hledáme hvězdy pohybující se podobně, protože všechny hvězdy, které se vytvořily ve stejném oblaku nebo kupě, by se pohybovaly podobným způsobem.

Věděli jsme o několika takových „společně se pohybujících“ hvězdných skupinách poblíž sluneční soustavy, ale Gaia nám umožnila prozkoumat Mléčnou dráhu podrobně do mnohem větších vzdáleností a odhalit mnohem více z těchto skupin.

Kounkel použil data z druhého vydání Gaie v dubnu 2018 ke sledování struktury a aktivity tvorby hvězd v prostoru kolem naší sluneční soustavy a prozkoumal, jak se to v průběhu času měnilo. Toto zveřejnění dat uvádí pohyby a polohy více než miliardy hvězd s přesností, která je možná pouze od uvedení Gaia v roce 2013. Gaia používá neomylně znějící nástroj astrometrie, aby udělala něco docela úžasného. Satelit mapuje trojrozměrnou mapu naší galaxie a určuje umístění, pohyby a dynamiku hvězd Mléčné dráhy a další informace o mnoha z těchto hvězd. Nemohu dostatečně zdůraznit, jak Gaia umožňuje pohled na Mléčnou dráhu, kterou jsme nikdy předtím neměli. Pokud jde o tuto studii, ESA uvedla:

Analýza dat Gaia, založená na algoritmu strojového učení, odhalila téměř 2 000 dříve neidentifikovaných shluků a společně se pohybujících skupin hvězd až asi 3 000 světelných let od nás, zhruba 750krát větší vzdálenost k Proxima Centauri, nejbližší hvězda na slunce.

Studie také určovala věky pro stovky tisíc hvězd, což umožnilo sledovat hvězdné „rodiny“ a odhalit jejich překvapující uspořádání.

Hvězdné rodiny na Gaiově obloze. Obrázek přes ESA / Gaia / DPAC; Data: M. Kounkel a K. Covey (2019).

Kounkel dodal:

Přibližně polovina těchto hvězd se nachází v dlouhých řetězcových konfiguracích, které zrcadlí rysy přítomné v jejich obřích oblacích narození.

Obecně jsme si mysleli, že mladé hvězdy opustí své rodné místo jen pár milionů let poté, co se utvoří, čímž úplně ztrácejí vazby na svou původní rodinu - ale zdá se, že hvězdy mohou zůstat poblíž svých sourozenců až po několik miliard let.

A tady je další zajímavý fakt o těchto hvězdných řetězcích, jak odhalila Gaia:

Řetězce se také jeví jako zvláště orientované s ohledem na spirální ramena naší galaxie - něco, co závisí na věku hvězd v řetězci. To je zvláště zřejmé pro nejmladší struny, které zahrnují hvězdy mladší než 100 milionů let, které mají tendenci být orientovány v pravém úhlu ke spirálové paži nejblíže naší sluneční soustavě.

Astronomové mají podezření, že starší řetězce hvězd musely být kolmé ke spirálovým ramenům, které existovaly, když se tyto hvězdy tvořily, které se nyní během posledních miliard let přesměrovaly.

Kevin Covey, také University of Western Washington, je spoluautorem studie. Řekl:

Blízkost a orientace nejmladších řetězců k současným spirálovým ramenům Mléčné dráhy ukazuje, že starší řetězce jsou důležitým „fosilním záznamem“ spirálové struktury naší galaxie.

O povaze spirálních zbraní se stále diskutuje, o verdiktu o tom, že se jedná o stabilní nebo dynamické struktury, které ještě nebyly vyřešeny. Studium těchto starších řetězců nám pomůže pochopit, zda jsou zbraně většinou statické, nebo pokud se pohybují nebo rozptylují a znovuformují v průběhu několika stovek milionů let - což je zhruba čas, který potřebuje slunce k oběžné dráze kolem galaktického centra a několikrát.

Pro další desetiletí jsou plánována další vydání Gaia, včetně stále přesnějších údajů, poskytující astronomům informace, které potřebují k rozvinutí historie formování hvězd naší galaxie. Timo Prusti, vědec projektu Gaia v ESA, řekl:

Gaia je skutečně průlomová mise, která odhaluje historii Mléčné dráhy - a jejích hvězdných hvězd - jako nikdy předtím.

Pokud sledujete Gaiu, souhlasíte!

Okrajový pohled na hvězdné skupiny a řetězce v naší Galaxii Mléčná dráha. Obrázek přes M. Kounkel a K. Covey (2019).

Sečteno a podtrženo: Nová analýza dat z druhého vydání Gaia odhalila, že sourozenci hvězd - hvězdy narozené ze stejného oblaku plynu a prachu ve vesmíru - se drží spolu v dlouhotrvajících hvězdných skupinách pohybujících se kolem středu Mléčné dráhy. Astronomové označují tyto skupiny jako „řetězce“.

Zdroj: Rozmotání galaxie. I. Lokální struktura a historie formování hvězd Mléčné dráhy

Prostřednictvím ESA