By 
Ніколи раніше не бачені деталі спіральних рукавів Чумацького Шляху були виявлені за допомогою хімічного картографування. Цей новаторський метод, який називається хімічна картографія, відкрив нові області приголомшливих радіальних особливостей нашої галактики, населені щільними плямами молодих зірок. Дослідницька група під керівництвом Кіта Хокінса, доцента Техаського університету в Остіні, може мати вирішальне значення для астрономів, які прагнуть зрозуміти еволюцію, форму та структуру нашої галактики.
Хімічна картографія показує розподіл елементів по всьому Чумацькому Шляху — від більш легких елементів, таких як водень і гелій, до більш важких, таких як вуглець, азот і кисень. Для контексту астрономи називають будь-які елементи, важчі за гелій, металами. Таким чином, це дозволяє астрономам визначати місцезнаходження зірок за їхнім хімічним складом, а не лише за світлом, яке вони випромінюють.
Протягом свого життя зірки сплавляють водень, щоб створити гелій, а потім сплавляють цей гелій, щоб створити інші метали. Це означає, що рівні металів, пов’язані з окремими зірками, можуть дати астрономам інформацію про їхній вік. Таким чином, хімічна картографія дозволила Гокінсу та його колегам визначити, де зосереджені молоді зірки Чумацького Шляху. Коротше кажучи, дослідники виявили їх велику кількість у спіральних рукавах нашої галактики.
«Подібно до ранніх дослідників, які створювали все кращі карти нашого світу, ми зараз створюємо все кращі карти Чумацького Шляху», — сказав Хокінс. «Ці карти розкривають речі, які ми вважали правдою, але все ще повинні перевірити».
Хімічна картографія насправді не є новим процесом, але лише нещодавно вченим вдалося розробити телескопи з достатньою потужністю спостереження, щоб отримати значні результати за допомогою цієї техніки.
Знайти, де тусуються гарячі молоді зірки Чумацького Шляху
Щонайменше сім десятиліть астрономи розуміли, що наша галактика має спіральні рукави, які простягаються від щільної концентрації зірок, газу та пилу, що лежить у її серці, відомому як «центральний балдж».
Однак точна форма цієї вражаючої структури — аж до кількості рукавів, які має наша галактика — залишається невизначеною. Труднощі в оцінці морфології Чумацького Шляху виникають через те, що ми живемо в ньому. По суті, ми аналізуємо це зсередини, коли Земля знаходиться в рукаві Оріона приблизно на двох третинах від центральної опуклості.
Ми просто не можемо дістатися достатньо далеко, щоб спостерігати за нашою галактикою сторонніми очима.
«Це ніби у великому місті», — пояснив Хокінс. «Ви можете озирнутися на будівлі й побачити, на якій вулиці ви знаходитесь, але важко зрозуміти, як виглядає все місто, якщо ви не летите над ним у літаку».
Це не завадило вченим моделювати складні моделі форми Чумацького Шляху, але Хокінс хотів перевірити точність цих моделей, одночасно досліджуючи, чи може хімічна картографія запропонувати ще краще зображення рукавів Чумацького Шляху в цілому.
Один із традиційних способів картографування Чумацького Шляху передбачає моніторинг концентрації молодих зірок, які утворюються під час обертання дуже щільних спіральних рукавів галактики. Коли це обертання відбувається, воно стискає газ і пил, щоб зрештою викликати народження зірок.
Іншими словами, виявлення надлишку молодих зірок передбачає розташування спірального рукава.
Хоча молоді зірки можна виявити, відстежуючи яскраво-блакитне світло, яке вони випромінюють, спостереження такого роду можуть бути закриті густими хмарами пилу, які є проблемою навіть для найдосконаліших телескопів. Це означає, що деякі регіони спіральних рукавів Чумацького Шляху не спостерігаються.
Немає більше металу
Один із способів обійти цю пилову завісу — спостерігати, наскільки багаті на метали зірки, які ховаються в прихованих областях. Ця так звана металічність служить вимірюванням віку, оскільки ранній космос був наповнений воднем і гелієм, але мало металів. Це означає, що найстаріші зірки також складаються здебільшого з водню та гелію і, таким чином, мають «низьку металічність» або «бідні на метал».
Протягом свого життя ці старі зірки формують важчі елементи за допомогою ядерного синтезу, але коли у них закінчується паливо, вони розриваються на частини вибухами наднових, які поширюють метали по всьому їхньому космічному середовищу. Тому, коли збагачені металами хмари пилу та газу колапсують, утворюючи зірки, наступне покоління зірок багатше на метали, ніж попереднє.
Цей зоряний цикл життя і смерті тривав протягом 13,8 мільярдів років історії Всесвіту, причому кожне наступне покоління зірок було більш багатим на метал, ніж попереднє. Таким чином, очікується, що молоді зірки будуть «багатими металами» або мають «високу металічність».
Якщо спіральні рукави Чумацького Шляху викликають народження зірок, як і передбачалося, то вони повинні відзначатися молодими зірками, також зірками, багатими на метал. І навпаки, проміжки між рукавами повинні бути позначені зірочками з бідним вмістом металу.
Щоб підтвердити цю теорію, а також створити свою загальну карту металічності, Хокінс спочатку подивився на галактичний задній двір нашої Сонячної системи, який включає зірки приблизно в 32 000 світлових років від Сонця. У космічних термінах це означає безпосереднє оточення нашої зірки.
Взявши отриману карту, дослідник порівняв її з іншими картами тієї ж області Чумацького Шляху, створеними різними техніками, виявивши, що положення спіральних рукавів збігаються. І оскільки він використовував металічність для нанесення спіральних рукавів, на карті Хокінса з’явилися невидимі досі області спіральних рукавів Чумацького Шляху.
«Великий висновок полягає в тому, що спіральні рукави справді багатші на метали», — пояснив Хокінс. «Це демонструє цінність хімічної картографії у визначенні структури та формування Чумацького Шляху. Вона має потенціал повністю змінити наше уявлення про Галактику». Джерело
Comments