Vintergatans kemiska historia

 

Bilden från wikipedia  är en  avbildning av bråte i Gaia-Enceladus-galaxen. Gula pilar representerar positioner och hastigheter för stjärnor som härstammar från dvärggalaxen, data är hämtade från en simulerad sammansmältning med Vintergatan med liknande egenskaper som den man tror har ägt rum för 8-10 miljarder år sedan. Krediter: ESA (konstnärens tolkning och komposition); Koppelman, Villalobos och Helmi (simulering)

Ledtrådar om hur galaxer som vår Vintergata bildas och utvecklas och varför stjärnor uppvisar kemiska mönster  avslöjas i en ny studie (se nedan).

Den nya studien, skedde  under ledning av forskare vid Institute of Cosmos Sciences vid Universitetet i Barcelona (ICCUB) och Centre national de la recherche scientifique (CNRS). I arbetet användes avancerade datorsimuleringar (kallade Auriga-simuleringar) för att återskapa troliga bildandet av galaxer som Vintergatan i ett virtuellt universum. Genom att analysera 30 simulerade galaxer letade teamet efter ledtrådar om hur dess kemiska sekvenser bildas.

Att förstå Vintergatans kemiska historia hjälper forskare att förstå hur vår galax och  liknande galaxer kom till. Det inkluderar vår granngalax Andromeda. Historien ger också ledtrådar om förhållandena i det tidiga universum och rollen för kosmiska gasflöden och galaxsammanslagningar.

"Studien visar att Vintergatans kemiska struktur inte är en universell ritning," beskriver huvudförfattaren Matthew Orkney, forskare vid ICCUB och Institut d'Estudis Espacials de Catalunya (IEEC).

"Galaxer kan följa olika utvecklingsvägar för att nå liknande resultat och den mångfalden är nyckeln till att förstå galaxutveckling."

Studien visar att galaxer som Vintergatan kan utvecklas ur två distinkta kemiska sekvenser med olika mekanismer. I vissa fall uppstår två sekvenser från utbrott av stjärnbildning följt av perioder med liten aktivitet, medan den i andra fall beror på förändringar i gasinflödet från galaxens omgivning.

Tvärtemot tidigare antaganden är kollisionen med en mindre galax känd som Gaia-Sausage-Enceladus (GSE) inte en nödvändig förutsättning för att detta kemiska mönster ska uppstå. Istället visar simuleringarna att metallfattig gas från det cirkumgalaktiska mediet (CGM) spelar en avgörande roll i bildandet av den andra stjärnbildningssekvensen.

Dessutom är formen av dessa kemiska sekvenser nära kopplad till galaxens stjärnbildningshistoria.

När nya teleskop som James Webb Space Telescope (JWST) och kommande  som PLATO och Chronos teleskop som kommer att ge mer detaljerade data om stjärnor och galaxer och då kommer forskare att kunna testa ny data och förfina vår bild av kosmos.

"Studien förutspår att andra galaxer kan uppvisa en mångfald av kemiska sekvenser. Något som kommer  att undersökas i 30-metersteleskopens era där sådana studier i yttre galaxer kommer att bli rutin," beskriver Dr Chervin Laporte från ICCUB-IEEC, CNRS-Observatoire de Paris och Kavli IPMU.

Studiens resultat publicerades nyligen i MonthlyNotices of the Royal Astronomical Society och i denna beskrivs ursprunget till en förbryllande egenskap i Vintergatan, förekomsten av två distinkta grupper av stjärnor med olika kemiska sammansättningar kända som "kemisk bimodalitet".