Csillagokat vajúdik a Tejútrendszer

A legújabb számítógépes szimulációk szerint a Tejútrendszer korongja elégedetlen szakács módjára hajigálja ki a hozzávalókat a galaxisunk csillagkeletkezési területeiről. Kifelé menet azonban mégis összetapadnak és új csillagokat alkotnak, melyek aztán a galaxisunk körüli halóban keringenek tovább. Sijie Yu (University of California) és kutatótársai az MNRAS (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society) tudományos folyóiratban publikálták elképesztően valósághű szimulációikat a folyamatról. Eredményeikben azt taglalják, hogy a Tejútrendszer csillaghalójának jelentős többsége váratlan helyről származik: magából a galaxisból.

Korong és a haló

A Tejút csillagainak java része a korongban, illetve a központi dudorban (bulge) kering a galaxis centruma körül. Kis részük azonban a korong körüli, közel gömb alakú régióban kering. Ebben az ún. csillaghalóban a legtöbbjük erősen elnyúlt és a koronghoz képest döntött pályán kering, a galaktikus centrumtól szinte sugárirányban távolodva, közeledve.

Már régóta az volt az elképzelés, hogy ezen csillagok java része más galaxisokból származik. A Tejútrendszerbe behulló törpegalaxisokat a galaxisunk gravitációs vonzása tulajdonképpen csillagáramokká nyújtja. Ezen elképzelés ellenére találtak olyan csillagokat is, melyek helyben, a halóban keletkeztek. Ha a törpegalaxisok be tudnak hullani a Tejútrendszerbe, akkor gázfelhők is, ezek pedig összenyomódhatnak, olyan gravitációs láncreakciókat beindítva, melyek végül új csillagok születéséhez vezetnek.

Yu és kollégái azonban az ellenkezőjét vetették fel: mi van akkor, ha a gázfelhők nem a galaxison kívülről hullottak be? Mi van akkor, ha magából a Tejútrendszerből származnak?

Tűz és jég

Yu hat darab Tejútrendszer-szerű galaxist vizsgált, melyeket az ún. “Latte Suite” szimulációval állított elő, amely a Feedback in Realistic Environments 2 (FIRE-2) szimuláció egyik fajtája. A FIRE-2 elképesztő pontossággal reprodukálja a galaxisok fejlődését és növekedését, az olyan feedback hatásokat (visszacsatolásokat) is figyelembe véve, mint például a fiatal csillagok erős szelei, vagy a szupernóvák által kidobott gáztömegek.

A szimulált galaxisokban egyedi csillagok fejlődési útját követték vissza, majd azt találták, hogy a haló csillagok 5-40%-a a galaxis központi vidékéről kidobódott gázból alakult ki. A szupernóva robbanások indította, galaktikus skálájú kiáramlások a galaxisok külső területeire haladásuk közben összenyomódtak. Habár más galaxisokban, mint például az M82-ben megfigyeltünk már galaktikus “szuperszeleket”, a Tejútrendszerben még nem egyértelmű a jelenlétük.

A csillagkeletkeztető kiáramlásoknak egy apróbb bizonyítéka az Európai Űrügynökség (ESA) Gaia adataiban lelhető fel, mely szonda több mint egymilliárd csillag mozgását figyeli a galaxisunkban. Ezen adatokat más, a csillagok tulajdonságait bemutató térképekkel összekombinálva visszatekinthetünk a Tejútrendszer múltjába. Például az alapján, hogy egy csillag mennyire gazdag kémiai elemekben, meghatározhatjuk, hogy melyik generációban születhetett: az újabb generációjú csillagokban több hidrogénnél és héliumnál nehezebb elem van, míg az öregebb csillagokban jóval kevesebbet találunk. A Gaia csillagmozgási adatait a kémiai elemgyakoriságukkal összevetve hasonló struktúrákat kaptak, mint amik Yu szimulációiban megjelentek.

A haló csillagainak mérése azonban nehézkes, így egyelőre még nem jelenthetünk ki biztosat. Amina Helmi holland kutató szerint például több adatra lenne szükség a csillagok azonosítására, különösképpen a távoli haló csillagok kémiai összetételére. Mindenesetre a publikált tanulmányban bemutatott szimulációkkal felfegyverkezve sokkal pontosabban tudjuk, mit is keressünk.

Forrás: Sky & Telescope, via Csillagászat.hu

Kiemelt kép:

FIRE-2 szimuláció egy több, mint 200 000 fényév nagyságú struktúráról. Látványos nyúlványban láthatunk fiatal, kék csillagokat, melyek eredetileg a galaktikus korongban levő, majd szupernóva robbanások által kidobott gázból alakultak ki. (©Sijie Yu / UCI)

Videó:

A FIRE-2 szimulációja egy nagy méretű kiáramlásról. A bal oldali kép a csillagok fényét mutatja (a fiatalok kéken, barnával jelölve, ahol a por kitakarja a fényt); míg a jobb oldali kép az ionizált gázt mutatja. (©Anna Yu)