Družice GAIA rozmotala záhadu hvězdných řetězců v Mléčné dráze

Podle očekávání dávají mladé hvězdy – hvězdní „sourozenci“ – přednost spíše tomu, že se drží po dlouhou dobu pohromadě, než aby opustily rodný domov a rozptýlily se v prostoru. Zůstávají seřazeny do skupin v podobě výrazných řetězců. Vyplývá to z nové studie zpracované na základě dat z evropské astrometrické družice Gaia. Sourozenci vytvoření z jednoho oblaku zkrátka drží dlouho pohromadě.

Zkoumání rozložení a dřívější historie hvězdných obyvatel naší Galaxie je obzvláště náročné a vyžaduje stanovení stáří hvězd. Není to vůbec jednoduché, protože „průměrné“ hvězdy podobné hmotnosti, ale odlišného věku, vypadají velmi podobně.

Aby astronomové zjistili, kdy hvězda vznikla, musí se podívat na populace hvězd, které se podle jejich názoru vytvořily ve stejném okamžiku – avšak určit, které hvězdy jsou sourozenci, znamená další těžký úkol, protože hvězdy se nemusí bezpodmínečně potulovat dlouho v okolí hvězdné kolébky, kde se zformovaly.

TIP:   Krása 22 stupňů

K identifikaci, které hvězdy se zformovaly společně, jsme hledali stálice pohybující se podobně jako všechny hvězdy vzniklé uvnitř stejného oblaku nebo hvězdokupy, tedy které se pohybovaly stejným směrem,“ říká Marina Kounkel z Western Washington University, USA, která je hlavní autorkou této nové studie.

Víme o několika takových společně se pohybujících skupinách hvězd v blízkosti Sluneční soustavy, avšak družice Gaia nám umožnila zkoumat Mléčnou dráhu ve velkém detailu do velké vzdálenosti.  Odhalila přitom velké množství takovýchto skupin.“

Marina Kounkel využila data z druhé „porce“ publikovaných informací k určení struktury a pohybu zrozených hvězd ve velké oblasti vesmíru v okolí Sluneční soustavy a zkoumala, jak se mění v průběhu času. Druhá várka dat zveřejněná v dubnu 2018 zaznamenává pohyby a polohy jedné miliardy hvězd s bezprecedentní přesností.

Analýza dat z družice Gaia provedená na počítači s vylepšenými algoritmy odhalila téměř 2 000 doposud neznámých hvězdokup a společně putujících skupin hvězd v okruhu 3 300 světelných let od Země – což zhruba 750× převyšuje vzdálenost hvězdy Proxima Centauri, nejbližší hvězdy vůči Slunci. Studie rovněž určila stáří u několika stovek tisíc hvězd a učinila je vhodnými k vystopování hvězdných „rodin“ a k odhalení jejich překvapujícího uspořádání.

Přibližně polovina těchto hvězd byla objevena již dávno; řetězcům podobná uspořádání tak odrážejí charakteristiky uvnitř jejich obřích rodných oblaků,“ doplňuje Marina Kounkel. „Všeobecně se domníváme, že mladé hvězdy opustily místa zrodu již několik miliónů roků po svém vzniku, kdy ztratily vztah se svojí původní rodinou – avšak zdá se, že hvězdy mohou zůstat v blízkosti svých sourozenců po dlouhou dobu, až několik miliard roků.“

Řetězce se rovněž zdají být orientovány určitým směrem vůči spirálním ramenům naší Galaxie – to je něco, co souvisí se stářím hvězd uvnitř řetězců. To je zvláště patrné u nejmladších řetězců obsahujících hvězdy mladší než 100 miliónů roků, které mají sklon být orientovány v pravém úhlu vůči spirálnímu ramenu, které je nejblíže Sluneční soustavě.

Astronomové se domnívají, že starší hvězdné řetězce musí být kolmé vůči spirálním ramenům, které existovaly v době, kdy tyto hvězdy vznikly a které byly promíchány s ostatními během uplynulých několika miliard roků.

Těsná blízkost a orientace nejmladších řetězců z hvězd vůči současným spirálním ramenům Mléčné dráhy ukazuje, že starší řetězce jsou důležitými ´fosilními záznamy´ o spirální struktuře naší Galaxie,“ říká spoluautor výzkumu Kevin Covey, rovněž pracovník Western Washington University, USA.

Podstata spirálních ramen je stále předmětem debat o jejich původu; zda se jedná o stabilní útvary, to zatím nebylo rozhodnuto. Výzkum těchto starých hvězdných řetězců nám pomůže pochopit, zda jsou spirální ramena ponejvíce stálé útvary či zda se pohybují, rozptylují a znovu utvářejí v průběhu několika stovek miliónů roků – což zhruba odpovídá době, za kterou Slunce vykoná jeden oběh kolem středu Galaxie.“

Zdroj: Hvězdárna Valašské Meziříčí, (esa.int, sci-news.com), autor: František Martínek, foto: Courtesy of M. Kounkel & K. Covey (2019), video: ESA/Gaia/DPAC; Data: M. Kounkel & K. Covey (2019); Animation: S. Jordan / T. Sagristá / Gaia Sky (http://www.zah.uni-heidelberg.de/gaia/outreach/gaiasky). Doporučené odkazy: Marina Kounkel & Kevin Covey. 2019. Untangling the Galaxy. I. Local Structure and Star Formation History of the Milky Way. AJ 158, 122; doi: 10.3847/1538-3881/ab339a; arXiv:1907.07709