Что говорят звездные «звуки» о прожорливой юности Млечного Пути

Тот факт, что в космосе нет подходящей среды для передачи звука на большие расстояния, не означает, что небесные тела существуют совершенно бесшумно. Например, звезды определенно издают «звук» — по крайней мере, так астрономы описывают определенные колебания звезд в космосе. Звездный «тембр», часто́ты и амплитуды собственных колебаний, говорят о физических характеристиках звезд очень многое.

Что говорят звездные «звуки» о прожорливой юности Млечного Пути

Карта звездной плотности галактики Млечный Путь, созданная с помощью кода StarHorse с использованием данных Gaia. Слева во вставке представлено поле зрения со спутника «Кеплер». Точки — это цели APOGEE в поле зрения «Кеплера». © ESA-Gaia-DPAC, APOGEE-DR16, AIP/A. Queiroz & StarHorse Team

2

В сочетании с данными о химическом составе, команде исследователей удалось с невероятной до сих пор точностью датировать некоторые из самых старых звезд в нашей галактике. Часть этих звездных старейшин когда-то была частью гораздо меньшей галактики, которая была принудительно включена в ранний Млечный Путь. Результаты также предполагают, что около 10 миллиардов лет назад в Млечном Пути, еще до этого слияния, уже существовала значительная звездная популяция.

Внегалактическое происхождение

Астрофизики могут получать ценную информацию о происхождении и истории звезд по их составу, положению и движению. Объединив точные наблюдения космической миссии ESA Gaia с данными спектроскопического сканирования неба высокого разрешения APOGEE (Apache Point Observatory Galactic Evolution Experiment), исследователи недавно узнали много нового о происхождении значительной популяции звезд. Когда-то они были частью галактики-спутника, которую назвали Гайя-Энцелад и которая попала в гравитационное поле Млечного Пути около 10 миллиардов лет назад.

Понимание того, как это слияние повлияло на нашу галактику, требует точной хронологии этих событий в ранней истории Млечного Пути. Именно эту хронологию и установила сейчас исследовательская группа под эгидой Бирмингемского университета (UoB) и при участии Потсдамского астрофизического института им. Лейбница (AIP). Для этой цели исследователи использовали относительно новый метод под названием астерсейсмология. В этой дисциплине информация получается из индивидуальных частот колебаний (в отличие от всеобъемлющих, усредненных свойств колебательного спектра), что позволяет ученым очень точно определять относительный возраст объекта.

Звездный резонатор

Аналогом этого способа являются музыкальные инструменты: размер, форма и материал различных инструментов определяют комбинацию и относительные амплитуды и фазы различных обертонов частот — или нот, которые достигают наших ушей. Этот так называемый тембр позволяет нам различать виолончель и тромбон, скрипку и контрабас и, для некоторых чувствительных ушей, даже определять разницу между «страдивари» и современной скрипкой.

Точно так же относительные частоты и амплитуды собственных форм вибраций звезд зависят от свойств «звездного резонатора», то есть от радиуса звезды и распределения плотности внутри нее. Оба свойства меняются в процессе развития звезды, поэтому возраст звезды можно точно оценить с помощью компьютерных моделей, которые действуют подобно нашему мозгу при идентификации музыкального инструмента.

Используя часто́ты этих звезд, которые были определены с помощью данных спутника Kepler в сочетании с данными Gaia и APOGEE, команда с беспрецедентной точностью определила относительный возраст около сотни звезд  — красных гигантов. Некоторые из этих звезд происходят из древней галактики Гайи-Энцелада и являются частью остатков этой карликовой галактики, которая в древности слилась с Млечным путем.

Продуктивный молодой Млечный Путь

Результаты, опубликованные в журнале Nature Astronomy, показывают, что эти аккрецированные звезды имеют схожий, но немного более молодой возраст, чем большинство звезд той эпохи, родившихся на месте, то есть в Млечном Пути. Это указывает на то, что во время столкновения, в первый миллиард лет образования галактик, Млечный Путь уже эффективно формировал звезды, которые сейчас в основном расположены в его толстом диске. Теперь команда намерена применить новый подход к бо́льшим выборкам звезд, а также включить в расчеты более тонкие свойства частотных спектров. Это в конечном итоге приведет к более пристальному и точному взгляду на историю слияния и образования Млечного Пути: своего рода временно́й шкале эволюции нашей галактики.

Источник