Astronomové objevili doposud neznámá data o historii Mléčné dráhy

Výpočty, které uskutečnil Masafumi Noguchi (Tohoku University), odhalily doposud neznámé detaily o Mléčné dráze. Jeho závěry byly publikovány 26. 7. 2018 v časopise Nature. Hvězdy se v naší Galaxii zformovaly ve dvou rozdílných obdobích v důsledku odlišných mechanismů. Mezi nimi existovala dlouhá latentní perioda, kdy byl vznik hvězd přerušen. Ukázalo se, že naše mateřská Galaxie zažila mnohem dramatičtější období, než se původně předpokládalo.

Schematický obrázek v úvodu článku ukazuje dvě období vzniku hvězd v naší Galaxii. V horní části ilustrace vyznačuje modrá (studená) a červená (teplá) barva přítomný plyn. Barevná mapa ve spodní části panelu ukazuje rozložení základního složení hvězd podle Noguchiho modelu. Fialová čára ukazuje, jak se základní složení plynu mění v průběhu času. Barevné plochy v jejím prodloužení ukazují rozložení hvězd v okolí Slunce pozorované v rámci programu APOGEE (APO Galactic Evolution Experiment) pomocí spektroskopu připojeného na dalekohled Alfred P. Sloan Foundation at Apache Point Observatory in New Mexico, jehož průměr je 2,5 m.

Masafumi Noguchi počítal vývoj Mléčné dráhy v období uplynulých deseti miliard roků zahrnujícím „akrece studeného proudu“ – novou myšlenku, kterou navrhl Avishai Dekel (The Hebrew University) se svými spolupracovníky a která ukazuje, jak galaxie soustřeďují okolní plyn v průběhu svého vzniku. Ačkoliv dvoustupňový vznik navrhoval Yuval Birnboim (The Hebrew University) se svými spolupracovníky pro mnohem hmotnější galaxie, Masafumi Noguchi byl schopen potvrdit, že stejnou představu lze aplikovat i pro naši Galaxii.

TIP:   Jsou hnědí trpaslíci nepodařené hvězdy nebo super-planety?

Historie Mléčné dráhy je doslova „vytesaná“ do základního chemického složení hvězd, protože složení plynu, z kterého se zformovaly, získaly hvězdy jako své dědictví. Hvězdy si totiž „zapamatovaly“ nadbytek prvků v plynu z doby, kdy byly vytvořeny.

V okolí Slunce existují dvě skupiny hvězd s odlišným složením. Jedna je bohatá na tzv. α-prvky, jako je kyslík, hořčík a křemík. Druhá obsahuje velké množství železa. Nedávná pozorování, která uskutečnil Misha Haywood (Observatoire de Paris) se svými spolupracovníky, ukázala, že tato vlastnost převládá ve velké části naší Galaxie. Původ této dichotomie (dvojakosti) je nejasný. Model podle Masafumi Noguchiho však umožňuje odpovědět na tuto dlouhotrvající záhadu.

Noguchiho vyobrazení historie Mléčné dráhy začíná v okamžiku, kdy do naší Galaxie přitékají proudy studeného plynu, z kterého vznikají hvězdy. V průběhu této periody byl plyn rychle obohacován o α-prvky, které byly uvolňovány při explozích supernov II. typu.

Když se před 7 miliardami roků vytvořily rázové vlny a zahřály plyn na vysoké teploty, skončilo jeho proudění dovnitř Galaxie a hvězdy přestaly vznikat. V průběhu této periody opožděné exploze supernov typu Ia vytvářených hvězdami s delší dobou života vstřikovaly železo do okolních plynů a změnily tak chemické složení tohoto prostředí. Jak plyn chladl v důsledku vyzařování, opět začal asi před 5 miliardami roků proudit dovnitř Galaxie (chladnoucí proud) a začala vznikat druhá generace hvězd bohatých na železo – včetně našeho Slunce.

Podle Benjamina Williamse (University of Washington) a jeho kolegů sousední galaxie Mléčné dráhy – galaxie M31 v souhvězdí Andromedy – rovněž vytvářela hvězdy ve dvou oddělených epochách.

Noguchiho model předpokládá, že hmotné spirální galaxie jako Mléčná dráha a M31 zažily období přerušené tvorby hvězd, zatímco v menších galaxiích se vytvářely hvězdy kontinuálně. Masafumi Noguchi očekává, že „budoucí pozorování blízkých galaxií mohou způsobit revoluci v našem pohledu na vznik galaxií“.

Zdroj: Hvězdárna Valašské Meziříčí, (scitechdaily.com, phys.org), autor: František Martínek, foto: M. Noguchi / Nature / M. Haywood et al. A&A, 589, 66 (2016) / ESO. Doporučený odkaz: The formation of solar-neighbourhood stars in two generations separated by 5 billion years