Manoma, kad tokios galaktikos kaip Paukščių Takas buvo sukurtos susiliejus, pritraukiant mažesnes galaktikas ir žvaigždžių grupes ir paverčiant šias svetimas žvaigždes savomis. Kai kuriais atvejais susijungimai buvo pakankamai neseniai, kad vis dar galime aptikti anksčiau nepriklausomą kūną kaip žvaigždžių grupę, kartu skriejančią aplink Paukščių Taką. Tačiau laikui bėgant sąveika su likusiomis Paukščių Tako žvaigždėmis pamažu suardys bet kokias struktūras, esančias spiečių namuose.

Taigi stebėtina, kad mokslininkai atrado, atrodo, kai kurių seniausių žvaigždžių rutulinio spiečiaus liekanas. Šis atradimas atitinka „augimo per sintezę“ galaktikų kūrimo modelį, tačiau kelia klausimų, kaip masė išliks nepažeista tol, kol ji bus.

Gaia duomenų gavyba

Rezultatai prasidėjo analizuojant Europos kosmoso agentūros duomenis Misija Gaia, kuria siekiama sukurti bent trijų matmenų Paukščių Tako žemėlapį. Gaia nufotografavo beveik milijardą objektų dešimtis kartų, to pakanka, kad būtų galima įvertinti jų vietą ir judėjimą aplink Paukščių Tako šerdį. Šis žemėlapis padėjo mokslininkams nustatyti struktūras mūsų galaktikoje, remiantis tuo, kad yra keletas žvaigždžių spiečių, kurios yra ne tik fiziškai arti viena kitos, bet visos juda ta pačia kryptimi.

Gaia duomenų gavyba tokio tipo struktūroms yra tokia naudinga, kad jas apibrėžia programinės įrangos algoritmas, vadinamas STREAMFINDER. Ši programa leido atrasti C-19 žvaigždžių srautą, žvaigždžių grupę, judančių kartu per Paukščių Tako aureolę.

Vienas iš būdų patikrinti, ar šios žvaigždžių grupės tikrai atsirado kaip vienos grupės dalis, yra patikrinti jų amžių. Klasteriai dažnai susideda iš panašaus amžiaus žvaigždžių. Vienas iš būdų išsiaiškinti, ar žvaigždės formuojasi tuo pačiu metu, yra patikrinti, ar nėra sunkesnių elementų. Didžiojo sprogimo metu buvo nedaug elementų, sunkesnių už helią, todėl dauguma dabar egzistuojančių sunkesnių elementų buvo iš ankstesnių žvaigždžių. Kuo vėliau žvaigždė susiformavo visatos istorijoje, tuo didesnė tikimybė, kad žvaigždė turės šių sunkesnių elementų.

(Astronomai bet kurį elementą, sunkesnį už helią, vadina metalu, o žvaigždės sunkiųjų elementų kiekį vadina metalu. Tačiau tai greičiausiai suklaidins daugumą ne astronomų, todėl to vengsime.)

Taigi, naujojo darbo astronomai išmatavo sunkiųjų elementų lygį žvaigždėse, kurios, kaip manoma, priklauso C-19 srautui. Išskyrus vieną galūnę, jie visi buvo visiškai vienodi, o tai rodo, kad srautas iš tikrųjų yra ardomas grupės likutis. Tačiau rezultatai taip pat nustebino: nepaprastai mažas sunkiųjų elementų kiekis.

Senovės istorija

Įprastas sunkiųjų elementų įrašymo būdas yra geležies (kuri susidaro tik masyvios žvaigždės gyvavimo pabaigoje) ir vandenilio santykis. Vandenilis visada buvo gausiausias elementas visatoje, o geležies lygis laikui bėgant lėtai didėjo. Taigi kuo didesnis geležies ir vandenilio santykis, tuo žvaigždė susiformavo visai neseniai.

C-19 srauto atveju santykis buvo labai mažas. Taip žemai, kad C-19 žvaigždės susiformavo prieš 3 milijardus metų po Didžiojo sprogimo arba tada, kai visata tebuvo maždaug ketvirtadalį savo dabartinio amžiaus. Gali būti, kad jie susiformavo kiek anksčiau.

Paukščių Tako viduje buvo identifikuoti keli šimtai žvaigždžių su panašiai mažai sunkiųjų elementų. Tačiau dar niekada nematė nė vieno klasterio, kuriame kiekviena žvaigždė būtų tokiame žemame lygyje. Tiesą sakant, iki šio atradimo buvo manoma, kad Paukščių Tako klasteriuose yra sunkiųjų Žemės elementų – visų jų lygis didesnis nei C-19 sraute. Tai buvo tiesa, nepaisant to, kad, remiantis žinomų grupių pasiskirstymu, tikėtume, kad būtų apie penkis lygius su sunkiais elementais, panašiais į esančius C-19 sraute.

Kitų grupių trūkumas rodo, kad dauguma ankstyvųjų grupių, tokių kaip šis srautas, jau buvo taip sutrikusios, kad išnyko į Paukščių Tako žvaigždžių foną. Dėl to kyla klausimas, kodėl nėra C-19 srauto. Tai ypač netikėta, nes srovės orbita aplink galaktikos šerdį nukelia ją giliau į Paukščių Taką, suteikdama daug galimybių sąveikauti su kitomis savybėmis, kurios turėtų ją išjungti.

Viena iš galimybių, galinčių tai paaiškinti, yra ta, kad spiečius iš pradžių pateko į Paukščių Taką kaip nykštukinės galaktikos, kuri buvo praryta, dalis. Nykštukinės galaktikos struktūra galėtų užtikrinti tam tikrą apsaugos laipsnį, kol ji nesugrius ir jos žvaigždės išsisklaidys Paukščių Take. Ir jei tiesa, masė, sukėlusi C-19 srautą, tuo metu turėjo didelę dalį nykštukinės galaktikos žvaigždžių.

Kad ir kaip tai paaiškintume, C-19 srauto buvimas mums pasako dalykų apie visatos istoriją. Autoriai daro išvadą: „C-19 buvimas pats savaime įrodo, kad rutuliniai spiečiai turėjo susiformuoti mažai mineralų turinčioje aplinkoje, kur turėjo agreguotis pirmosios galaktikos struktūros“.

Gamta, 2022 m. DOI: 10.1038 / s41586-021-04162-2 (Apie DOI).