Sedan födelsen av modern astronomi har forskare försökt fastställa den fulla omfattningen av Vintergatan och lär dig mer om dess struktur, bildning och utveckling. Enligt nuvarande teorier är det en allmän uppfattning att Vintergatan bildades strax efter Big Bang (för ungefär 13,51 miljarder år sedan). Detta var resultatet av att de första stjärnorna och stjärnhoparna samlades, såväl som ansamlingen av gas direkt från den galaktiska halo.
Sedan dess tros flera galaxer ha gått samman med Vintergatan, vilket utlöste bildandet av nya stjärnor. Men enligt a ny studie av ett team av japanska forskare har vår galax haft en mer turbulent historia än man tidigare trott. Enligt deras fynd upplevde Vintergatan en vilande era mellan två perioder av stjärnbildning som varade i miljarder år, som i praktiken dog innan de kom tillbaka till livet igen.
Deras studie, med titeln ' Bildandet av grannskapsstjärnor från solen i två generationer åtskilda av 5 miljarder år öron ', dök nyligen upp i den vetenskapliga tidskriftenNatur.Studien utfördes av Masafumi Noguchi, en astronom från Astronomiska institutet vid Tohoku University , Japan. Med hjälp av en ny idé känd som 'call flow accretion', beräknade Noguchi utvecklingen av Vintergatan under en period på 10 miljarder år.
Schematiskt diagram som visar två stadier av stjärnbildning i Vintergatans galax enligt Noguchi. Kredit: M. Noguchi/Nature/M. Haywood et al. (2016)/ återges med tillstånd © ESO
Denna idé om kall gastillväxt föreslogs först av Avishai Dekel – Andre Aisenstadts ordförande för teoretisk fysik vid Hebreiska universitetet i Jerusalem – och hans kollegor för att förklara hur galaxer samlar upp gas från det omgivande rymden under deras bildande. Konceptet med tvåstegsbildning har också föreslagits tidigare av Yuval Birnboim – en universitetslektor vid Hebrew University – och kollegor för att redogöra för bildandet av mer massiva galaxer i vårt universum.
Men efter att ha konstruerat en modell av Vintergatan med hjälp av sammansättningsdata för dess stjärnor, drog Noguchi slutsatsen att vår egen galax också upplevde två stadier av stjärnbildning. Enligt hans studie kan Vintergatans historia urskiljas genom att titta på dess stjärnors elementära sammansättningar, som är resultatet av sammansättningen av den gas som de bildas av.
När man tittar på stjärnorna i området Solar har många astronomiska undersökningar noterat att det finns två grupper som har olika kemisk sammansättning. Den ena är rik på grundämnen som syre, magnesium och kisel (alfa-element) medan den andra är rik på järn. Anledningen till denna dikotomi har varit ett långvarigt mysterium, men Noguchis modell ger ett möjligt svar.
Enligt denna modell började Vintergatan när kalla gasströmmar samlades in i galaxen och ledde till bildandet av den första generationen stjärnor. Denna gas innehöll alfa-element som ett resultat av kortlivade supernovor av typ II - där en stjärna genomgår kärnkollaps i slutet av sin livscykel och sedan exploderar - som släpper ut dessa element i det intergalaktiska mediet. Detta ledde till att den första generationen stjärnor var rika på alfa-element.
Modellförutsägelse för tre olika regioner av Vintergatan. Kredit: M. Noguchi/Nature/M. Haywood et al. (2016)/återges med tillstånd © ESO
Sedan, för cirka 7 miljarder år sedan, uppstod chockvågor som värmde gasen till höga temperaturer. Detta gjorde att den kalla gasen slutade strömma in i vår galax, vilket gjorde att stjärnbildningen upphörde. En period på två miljarder år av dvala fortsatte i vår galax. Under denna tid injicerade långlivade supernovor av typ Ia – som förekommer i binära system där en vit dvärg gradvis häver material från sin följeslagare – järn i den intergalaktiska gasen och ändrade dess elementära sammansättning.
Med tiden började den intergalaktiska gasen svalna genom att sända ut strålning och började strömma tillbaka in i galaxen för 5 miljarder år sedan. Detta ledde till en andra generation av stjärnbildning, som inkluderade vår sol, som var rik på järn. Även om tvåstegsbildningen har föreslagit mycket mer massiva galaxer tidigare, har Noguchi kunnat bekräfta att samma bild gäller vår egen Vintergatan.
Dessutom har andra studier visat att samma sak kan vara fallet för Vintergatans närmaste granne, Andromeda galaxen . Kort sagt, Noguchis modell förutspår att massiva spiralgalaxer upplever ett gap i stjärnbildningen, medan mindre galaxer skapar stjärnor kontinuerligt.
I framtiden kommer observationer från befintliga och nästa generations teleskop sannolikt att ge ytterligare bevis på detta fenomen och berätta mycket mer om galaxbildning. Från detta kommer astronomer också att kunna konstruera allt mer exakta modeller av hur vårt universum utvecklats över tiden.
Vidare läsning: Tohoku universitet , Natur