Das Studium der Milchstraße liefert neue Einblicke in die Zusammensetzung unserer galaktischen Heimat

Die Analyse legt nahe, dass die dickste Komponente der Sternscheibe im Kern unserer Galaxie – ein Beispiel für das, was Astronomen eine Spiralgalaxie nennen – vor 13 Milliarden Jahren, etwa 800 Millionen Jahre nach dem Urknall, zu entstehen begann. Der kugelförmige Sternkranz, der die Scheibe umgibt, entstand erst etwa zwei Milliarden Jahre später.

„Wir wussten nicht, dass die Scheibe der Korona vorausging“, sagte Amina Helmy, Astronomin an der Universität Groningen in den Niederlanden, die nicht an der neuen Forschung beteiligt war. „Wenn Sie jemanden vor 2018 gefragt hätten, würden sie sagen, Corona ist größer.“

Forschungen der vergangenen Jahrzehnte zeigten, dass Koronasterne älter waren als ihre Gegenstücke auf der Scheibe. Aber die Veröffentlichung von Daten, die 2018 vom Gaia-Teleskop der Europäischen Weltraumorganisation gesammelt wurden, lässt Zweifel an diesem Verständnis aufkommen.

Dr. Helmy sagte, sie sei schockiert über neue Entdeckungen über die Milchstraße, die sich über 100.000 Lichtjahre erstreckt und riesige Gas- und Staubwolken sowie geschätzte 100 bis 400 Milliarden Sterne und mindestens viele Planeten enthält. .

Die Bestimmung des Alters dieser Sterne, von denen einige mehr als 13 Milliarden Jahre alt sind, sei sehr schwierig, fügte sie hinzu. Aber ohne diese Informationen können Astronomen nicht bestimmen, wann bestimmte Ereignisse in der frühen Geschichte unserer Galaxie stattgefunden haben.

Sagte Timothy Beers, ein Astrophysiker an der University of Notre Dame, der den Nature-Artikel verfasste, der die neue Studie begleitete, aber nicht an der Forschung beteiligt war.

Wenn Astronomen die intrinsische Helligkeit oder Leuchtkraft eines Sterns sowie seine Temperatur und chemische Zusammensetzung erfahren können, können sie sein Alter auf der Grundlage theoretischer Modelle schätzen, die zeigen, wie sich Sterne im Laufe der Zeit entwickeln, wenn sie Wasserstoff als Brennstoff verbrauchen.

Für die neue Studie verwendeten Maoxing Chiang und Hans-Walter Rex, zwei Astronomen am Max-Planck-Institut für Astronomie in Deutschland, diese Methode, um das genaue Alter von 247.104 Sternen in der inneren Korona und der Scheibe unserer Galaxie zu bestimmen, die sich auf einem bestimmten Niveau befanden Evolutionsstufe. .

Dies ist zwar ein kleiner Teil der geschätzten Anzahl von Sternen in der Milchstraße, aber 100-mal mehr als die Sterne, die zuvor verwendet wurden, um Sterne dieses Typs zu datieren.

Sie benutzten Das Gaia-Teleskop umkreist die Sonnedas die Bewegung, Position und Entfernung von Sternen aufzeichnet, um ihre Leuchtkraft zu bestimmen, und ein bodengestütztes Spektrometer-Teleskop in China, um die Temperatur von Sternen und die Zusammensetzung der Elemente zu messen.

Nachdem das Alter der Sterne bestimmt war, untersuchten die Studienautoren die Umlaufbahnen der Sterne, um festzustellen, ob sie sich in der Scheibe oder im Halo befanden – Scheibensterne umkreisen das galaktische Zentrum in halbkreisförmigen Bahnen, während Halo-Sterne dies nicht tun.

Die ersten Sterne, die sich im Halo bildeten, fielen mit der anfänglichen Bildung der verdickten Scheibe zusammen, aber die neue Studie zeigt, dass die meisten Halo-Sterne der Milchstraße vor etwa 11,2 Milliarden Jahren in die Galaxie eintraten – als eine kleinere Galaxie namens Gaia-Enceladus bekannt war mit unserem Land fusioniert haben. Nach dieser Fusion endete die Aura-Versammlung.

Dr. Helmy sagte, dass die Ergebnisse „ohne jeden vernünftigen Zweifel zeigen, dass zum Zeitpunkt der Fusion eine Scheibe in unserer Galaxie vorhanden war“, und fügte hinzu, dass die Existenz einer Scheibe zu diesem Zeitpunkt seit langem Gegenstand von Debatten sei .

Dr. Chiang sagte, er hoffe, mehr Sterne aus einem größeren Bereich unserer Galaxie untersuchen zu können. Die neue Studie untersuchte nur Sterne aus einer kleinen Region um die Sonne, die etwa 25.000 Lichtjahre entfernt liegt Zentrum der Milchstraße.

Er verglich seine Arbeit mit der Archäologie: „Wir haben Glück, denn Sterne sind wie Fossilien, die uns helfen, die Vergangenheit der Galaxie zu studieren.“

schreiben an Aylin Woodward unter Aylin.Woodward@wsj.com