Ново проучване за кинематиката и химическия състав на звезди в близост до Слънцето, ръководено от д-р Даниела Кароло, изследовател от Италианския национален институт за астрофизика, разкри, че звездите, които съставят дебелия диск на Млечният път принадлежи към две отделни звездни популации с различни характеристики, а не към една, както се смята повече от две десетилетия.

Новият компонент на дебелия диск *, наречен MWTD или беден на метал дебел диск, се различава от каноничния по скоростта си на въртене около галактическия център и химичния си състав. Всъщност звездите, които съставят TD, имат скорост на въртене около 180 км в секунда, докато тези на MWTD се въртят по-бавно, с около 150 км в секунда. Звездите, принадлежащи към MWTD, също са два пъти по-бедни на метал от тези на TD и имат по-висока енергия, свойство, което им позволява да достигнат по-големи височини от галактическата равнина.

„Близо 30 години астрономите се опитаха да разрешат този пъзел“, казва д-р Кароло, учен от Астрофизичната обсерватория в Торино, първият автор на статията, отчитаща откритието, публикувана в The Astrophysical Journal. "Всъщност се смяташе, че MWTD не е нищо друго освен разширение на дебелия диск, а не независима популация с различен астрофизичен произход."

Точните параметри, осигурени от мисията на ESA Gaia (позиции, разстояния и присъщо движение на звездите), както и химическата информация за извадка от 40 000 звезди от Sloan Digital Sky Survey (SDSS), позволиха на екипа да различи MWTD в диаграма, показваща ъглови моменти, комбинирани с химията.

„Ъгловият момент е величина, която се запазва по време на формирането и последващата еволюция на физическа система като нашата галактика“, обяснява д-р Кароло. „По този начин, в точна диаграма на ъгловия момент, звездите, внесени в галактиката от един и същ прародител, както например от сливане на сателитна галактика, ще имат сходни ъглови моменти и ще се струпват в диаграмата.“

TD и MWTD образуват две отделни групи в диаграмата, както и тяхната химия. В астрономията химичните елементи, по-тежки от водорода и хелия, които са се образували по време на Големия взрив, се определят като метали. Тези по-тежки химически елементи са произведени по време на ядрен синтеза в масивни звезди, които избухват като свръхнови.

Определена група леки елементи като магнезий и титан, в сравнение с по-тежки елементи, като желязото, са основен параметър, който позволява на учените да различават популациите от стари звезди от тези на по-младите звезди. Звездите в MWTD не само са по-бедни на желязо, но и са по-богати на елементи от групата на магнезия и титана (алфа елементи).

Тези важни разлики между TD и MWTD, а именно кинематиката и химията на техните звезди, предполагат, че двата диска имат различен произход по време на процеса на формиране на галактиката.

Но как се е образувал втори дебел диск в Млечния път? Хипотезите са многобройни: MWTD може да е по-стар от TD и звездите му да са били захранвани от сливане на сателитна галактика джудже с Млечния път по време на началния си етап на формиране. Впоследствие сливането на втора спътникова галактика би породило TD.

Друга възможност е звездите на MWTD първоначално да са се образували в зона, по-близка до центъра на първоначалната галактика и впоследствие да бъдат пренесени на по-големи разстояния, по-близо до мястото, където сега се намира Слънцето, от вътрешни явления като нестабилност на централната лента или формирането на спиралните ръкави на галактиката. Или древна спътникова галактика с маса, подобна на Малкия Магеланов облак, се е сляла с първичната галактика и нейните звезди започнали да се въртят около галактическия център поради взаимното гравитационно взаимодействие.

Всички тези хипотези могат да бъдат тествани чрез теоретични модели и симулации на образуване на галактика, подобна на Млечния път.

Daniela Carollo et al. Evidence for the Third Stellar Population in the Milky Way's Disk, The Astrophysical Journal 2019). DOI: 10.3847/1538-4357/ab517c

_________________________

* - Cпирaлнитe гaлaктики oт типa нa нaшия Млeчeн път ce cъcтoят oбикнoвeнo oт 2 звeздни диcкa – тънък и дeбeл. Тoвa ce пoтвърждaвa и oт нaблюдeниятa нa oтдaлeчeни гaлaктики oт тeлecкoпa Хъбъ”. Тънкият и кaтo прaвилo нaй-плътeн диcк ce oбрaзувa към крaя нa фoрмирaнeтo нa caмaтa гaлaктикa. Дeбeлият диcк ce cъcтoи oт пo-cтaри звeзди, кoитo ce движaт пo трaeктoрии , кoитo ca пoд и нaд плocкocттa нa тънкия диcк. Дeбeлият диcк ce e oбрaзувaл знaчитeлнo пo-рaнo, кoгaтo гaлaктикaтa e зaпoчвaлa дa ce фoрмирa и пoрaди тoвa звeздитe oт нeгo мoгaт дa ни “рaзкaжaт” мнoгo зa прoцecитe нa гaлaктичecкaтa eвoлюция. Caмoтo oбрaзувaнe нa дeбeлия диcк ocтaвa нa тoзи eтaп зaгaдкa зa acтрoнoмитe.