Наша галактика намного старше, чем предполагалось
Выяснив возраст около 250 000 звезд в галактике с помощью двух мощных телескопов, команда астрономов определила, что эти объекты сформировались около 13 миллиардов лет назад, на два миллиарда лет раньше, чем считалось ранее.
Наша галактика состоит из разных частей. Рядом с центром находится огромное скопление звезд. По обе стороны от этой выпуклости находится диск галактики, состоящий из двух основных частей. С одной стороны у нас есть «тонкий» диск, который содержит большинство звезд, видимых с Земли. «Толстый диск» примерно в два раза выше тонкого диска. Однако его радиус гораздо меньше, и он содержит лишь малую часть звезд, которые мы можем видеть на небе. Наконец, ореол окружает все целое.
В новом исследовании ученые попытались более точно датировать нашу галактику.
Фаза «субгиганта»
Они проанализировали более 250 000 звезд, которые достигли конца своей жизни на главной последовательности. Таким образом, эти объекты исчерпали свой водород. В нормальных условиях ядерный синтез, благодаря которому светят звезды, больше не должен происходить. Здесь исследователям удалось проанализировать эти умирающие звезды на стадии «субгиганта», когда ядерный синтез еще происходит, но только в тонком слое между ядром и внешними слоями звезды.
Поскольку эта фаза очень короткая, это отличный способ для исследователей определить возраст звезды, которая проходит через нее. Об этом можно судить по доле тяжелых элементов, из которых состоят указанные звезды. Это известно как металличность.
Следует помнить, что первобытная Вселенная содержала только водород и гелий. Затем каждое поколение звезд выковывало тяжелые металлы, которые затем распространялись в космосе, участвуя в формировании других звезд и т.д. Другими словами, чем ниже металличность звезды (низкая доля тяжелых элементов), тем она старше.
Когда эти измерения металличности сочетаются с измерениями светимости, астрономы могут определить возраст звезды.
Для этой работы исследователи полагались на обсерваторию Gaia Европейского космического агентства (ЕКА) и многообъектный волоконно-оптический телескоп большой области неба (LAMOST), расположенный в Китае. Эти два очень мощных инструмента позволили уменьшить погрешность в расчетах с примерно 40% до нескольких процентов.
Звездные возрасты, рассчитанные командой, показали, что формирование нашей галактики происходило в два разных этапа. На первом этапе звездообразование в толстом диске произошло всего через 800 миллионов лет после Большого взрыва, примерно на два миллиарда лет раньше, чем ожидалось.
Во время этой первой фазы, возможно, также начали формироваться внутренние части галактического гало, но затем этот процесс был значительно ускорен столкновением с карликовой галактикой (Гайя-Колбаса-Энцелад) два миллиарда лет спустя. Это событие заполнило ореол звездами, вызвав интенсивный всплеск звездообразования. Затем на втором этапе в тонком диске образовались звезды, в том числе Солнце. Затем металличность этих объектов увеличилась бы в десять раз примерно через шесть миллиардов лет после Большого взрыва.
Поэтому здесь следует помнить, что некоторые звезды действительно образовались в толстом диске до того, как вошли в гало, которое до сих пор считалось самой старой частью галактики.