Er zijn twee oude stellaire stromen gevonden die hebben bijgedragen aan de opbouw van het vroege Melkwegstelsel

Meld u aan voor de wetenschapsnieuwsbrief Wonder Theory van CNN. Verken het universum met nieuws over fascinerende ontdekkingen, wetenschappelijke vooruitgang en meer.

CNN
—

Astronomen gebruikten de Gaia-ruimtetelescoop om enkele van de eerste bouwstenen van de Melkweg te bespioneren: twee eeuwenoude sterrenstromen genaamd Shakti en Shiva, die ons thuisstelsel ruim 12 miljard jaar geleden hielpen groeien en evolueren.

Deze sterrenstromen, vernoemd naar hindoegoden, lijken de overblijfselen te zijn van twee sterrenstelsels die 12 tot 13 miljard jaar geleden samensmolten met een vroege versie van de Melkweg, toen de eerste sterrenstelsels zich in het hele universum vormden. De structuren zijn zo oud dat ze ontstonden vóór de oudste delen van de spiraalarmen en de centrale schijf van de Melkweg.

Een studie waarin de observaties gedetailleerd werden, verscheen donderdag in Astrofysisch tijdschrift.

“Wat echt verbazingwekkend is, is dat we deze oude structuren überhaupt kunnen ontdekken”, zei hoofdonderzoeksauteur Dr. Khayati Malhan, een postdoctoraal onderzoeker en Humboldt Research Fellow aan de Universiteit van Stockholm in Zweden, in een verklaring. “De Melkweg is zo ingrijpend veranderd sinds de geboorte van deze sterren dat we niet hadden verwacht ze duidelijk als groep te herkennen – maar de ongekende gegevens die we van Gaia hebben verkregen maken dat mogelijk.”

Volgens de onderzoekers zou het observeren van de stellaire wonderen van Shakti en Shiva astronomen kunnen helpen de geheimen van de begindagen van de Melkweg en de evolutie van vergelijkbare massieve sterrenstelsels in het hele universum te ontrafelen.

De Gaia-ruimtetelescoop, gelanceerd door de European Space Agency in 2013, begon het jaar daarop het universum te observeren. Astronomen gebruikten Gaia-waarnemingen om voorheen onbekende structuren in de Melkweg te ontdekken, waardoor ze de geschiedenis van de Melkweg konden achterhalen. De dataset van de telescoop voorzag astronomen ook van posities, afstanden en bewegingen Bijna 2 miljard sterren in de Melkweg.

In 2022 gebruikten co-auteur Hans-Walter Rex en zijn collega’s Gaia om in het hart van de Melkweg te kijken en ontdekten ze de oudste sterren die ooit in de Melkweg zijn gevonden tijdens “Galactische archeologie“Notities. Analyse van gegevens van bijna 6 miljoen sterren waargenomen door Gaia en de Sloan Digital Sky Survey heeft twee stromen onthuld die verschillend lijken van de rest.

De onderzoeksgegevens bevatten details over de chemische samenstelling van de sterren.

“We hebben waargenomen dat voor een bepaalde populatie van metaalarme sterren de sterren zich rond twee specifieke energiebanden en impulsmomenten bevonden”, zei Malhan.

Shakti en Shiva bevinden zich nabij het hart van de Melkweg en er wordt geschat dat de massa van elke stroom gelijk is aan ongeveer 10 miljoen zonnen. Hier zijn alle oude sterren qua leeftijd, baan en samenstelling vergelijkbaar, wat astronomen heeft geholpen te bepalen dat beide stromen waarschijnlijk filamenten waren van een externe bron die met elkaar verweven en onderdeel werden van de Melkweg.

De onderzoekers vergeleken de ontdekking van Shiva en Shakti met het vinden van de eerste sporen van een oude nederzetting die uiteindelijk uitgroeide tot een grote, moderne stad.

“De sterren daar zijn zo oud dat ze veel van de zware metalen elementen missen die later in het universum werden gevormd. Deze zware metalen worden gevormd in sterren en verspreiden zich de ruimte in als ze sterven. “Deze zware metalen zijn het die zich in de sterren vormen. die zich in sterren vormen en zich in de ruimte verspreiden als ze sterven”, zegt Rex, directeur van het Max Planck Instituut voor het Departement voor Sterrenstelsels en Kosmologie in Duitsland. In een verklaring: “De sterren in het hart van onze Melkweg zijn arm aan metalen Daarom noemden we deze regio het ‘arme oude hart’ van de Melkweg.”

‘Tot nu toe hebben we alleen deze zeer vroege stukken herkend die samenkwamen om de oude kern van de Melkweg te vormen. Met Shakti en Shiva zien we nu de eerste stukken die relatief oud lijken, maar verder weg bestaan. stappen van de groei van ons sterrenstelsel naar zijn huidige omvang.”

De Melkweg begon klein en werd vervolgens groter toen het samensmolt met andere sterrenstelsels, waarbij zowel sterren als waterstof ontstonden om meer sterren te creëren. Elk sterrenstelsel bevat waterstofgas, dat helpt bij de geboorte van sterren. Wanneer sterrenstelsels samensmelten en botsen, worden hun waterstofgaswolken verstoord, wat kan leiden tot een waanzin bij de geboorte van sterren.

In de loop van de tijd verzamelden zich lange filamenten van gas en stof in de Melkweg, waardoor de moderne spiraalvormige structuur van het huidige sterrenstelsel ontstond.

Gaia heeft astronomen al geholpen te bepalen wanneer de Melkweg in het verleden verschillende fusiegebeurtenissen heeft meegemaakt, en toekomstige observaties zouden meer inzichten kunnen opleveren.

“Meer onthullen over de oorsprong van onze Melkweg is een van de doelstellingen van Gaia, en dat wordt zeker bereikt”, zegt Timo Prosti, een Gaia-projectwetenschapper bij de European Space Agency, die niet bij het onderzoek betrokken was.

“We moeten de subtiele, cruciale verschillen tussen sterren in de Melkweg identificeren om te begrijpen hoe ons sterrenstelsel is gevormd en geëvolueerd. Hiervoor zijn ongelooflijk nauwkeurige gegevens nodig – en nu hebben we, dankzij Gaia, die gegevens. Terwijl we verrassende delen van ons sterrenstelsel ontdekken Melkwegstelsels zoals de Shiva- en Shakti-stromen vullen we de gaten op. We schetsen een vollediger beeld, niet alleen van onze huidige habitat, maar ook van onze vroege kosmische geschiedenis.