Усе не так, як у людей: навіть Чумацький Шлях виріс "догори ногами", і тепер страждає від цього

Чумацький Шлях — це величезна спіральна галактика, яка має два диски: товстий і тонкий. Вони відрізняються за структурою та зоряним складом. Вчені з’ясували, яка з теорій правильно описує ранній етап формування нашої галактики. При цьому вони знайшли відповідь на питання, чому в товстому диску не утворюються нові зірки. Результати дослідження опубліковано в журналі The Astrophysical Journal Letters, пише Phys.

У тонкому диску Чумацького Шляху знаходяться молоді зірки та зірки середнього віку, такі як Сонце. Саме там народжуються нові зірки. У тонкому диску міститься більше хімічних елементів, які важчі за водень і гелій. Товстий диск Чумацького Шляху є більш обширним, але не таким щільним. У ньому знаходяться найстаріші зірки, і він складається здебільшого з водню та гелію. Там майже не виникають нові зірки.

Астрономи вже давно намагаються з’ясувати, як утворилися ці диски та Чумацький Шлях загалом. Існують дві основні теорії:

• Перша теорія стверджує, що зірки народжуються у тонкому диску, але з часом, взаємодіючи з газовими хмарами та спіральними рукавами галактики, вони переміщуються за межі площини тонкого диска.
• Друга теорія стверджує, що в міру формування зірок у внутрішній частині диска газ, з якого вони виникають, осідає, утворюючи дедалі тонший шар. У рамках цього сценарію кожне наступне покоління зірок народжується в диску, який стає дедалі тоншим.

Тепер астрономи за допомогою даних, зібраних космічним телескопом Gaia, змогли з’ясувати, яка з цих теорій є правильною. Тобто яка з них пояснює вертикальну структуру диска Чумацького Шляху.

За словами вчених, у перші кілька мільярдів років існування Всесвіту газ у Чумацькому Шляху був більш турбулентним, а сама галактика була більш розширеною у вертикальному напрямку й нагадувала один великий диск. Зірки народжувалися всередині цього товстого диска. Згодом турбулентність газу зменшилася, він охолов і стиснувся, що призвело до формування більш тонкого диска. При цьому стародавні зірки залишилися в товстому диску. Згідно з розрахунками, це сталося приблизно 10,8 мільярда років тому, тобто через 3 мільярди років після Великого вибуху.

Згідно з дослідженням, вертикальна структура диска нашої галактики формувалася від зовнішнього товстого шару до центру, тобто "зверху вниз", і це не той сценарій, який передбачали астрофізики.

Це означає, що з часом у диску, який ставав дедалі тоншим, з’являлися нові зірки. У результаті утворилася та галактика, яку ми знаємо. У товстому диску залишилися стародавні зірки, і там не вистачає газу для формування нових зірок. У тонкому диску цього газу більш ніж достатньо. Тому, як показало дослідження, друга теорія початкової еволюції Чумацького Шляху більше відповідає спостережним даним.

Вчені вперше отримали докази, що підтверджують один із двох сценаріїв раннього етапу розвитку нашої галактики, і вирішили класичну проблему астрофізики.

Інші новини науки

• Чорні діри більші за цілі галактики: вчені розкрили одну з таємниць темної матерії.