Astronomická společnost Chomutov

                                                                               další články               +      

 

Kosmologie "Historie Mléčné dráhy"

Stanislav   29.03.2022

Turbulentní léta dospívání naší Mléčné dráhy

Naše domovská galaxie se dnes jeví jako relativně stabilní a klidná. Ale má za sebou bohatou historii - a astronomové nyní poprvé vrhli více světla na její část. Jejich spektrální analýzy přibližně 250 000 hvězd umožnily datování událostí a odhalily, že nejstarší a nejtlustší část galaktického hvězdného disku vznikla již před 13 miliardami let - pouhých 800 milionů let po velkém třesku. Největší vzpruha ve formování hvězd však přišla asi o dvě miliardy let později, když se naše galaxie srazila s menší sousední galaxií a spojila se. V této době se také vytvořilo galaktické halo.

0x08 graphic

Naše Mléčná dráha se skládá z miliard hvězd různého stáří, mezihvězdných plynů a spousty temné hmoty. Všechny tyto složky nashromáždila v průběhu rušného vývoje. Na počátku bylo sloučení protogalaxií bohatých na plyn do původně ještě menší a méně silně strukturované galaxie. Během této doby se zformoval takzvaný tlustý disk naší Mléčné dráhy, hlavní část hvězdného disku, který je asi 100 000 světelných let široký a 6000 světelných let tlustý. Později se sloučením s dalšími menšími sousedními galaxiemi přidalo halo, které jako skořápka leží kolem hvězdného disku, a takzvaný tenký disk, který má tloušťku jen asi 2000 světelných let. Kdy k těmto jednotlivým fázím došlo a co je způsobilo, je však objasněno jen omezeně.

Hvězdní podobři jako pomocníci při datování

Maosheng Xiang a Hans-Walter Rix z Institutu Maxe Plancka pro astronomii nyní poskytují podrobnější pohled na rané roky naší Mléčné dráhy před 13 až 8 miliardami let. Poprvé se jim podařilo přesněji datovat důležité fáze v historii galaxií. Bylo to možné díky vyhodnocení dat ze dvou velkých průzkumů oblohy, evropské mise Gaia a průzkumu LAMOST, spektrální analýzy přibližně devíti milionů hvězd pomocí multiobjektového spektroskopického teleskopu (Large Sky Area Multi-Object Fibre Spectroscopic Telescope) oblohy v Číně. Kombinace obou souborů dat poskytla astronomům informace o poloze, pohybu, teplotě a chemickém složení hvězd z různých oblastí Mléčné dráhy.

Pomocí těchto dat byli vědci schopni identifikovat typ hvězdy, která je pro datování klíčová, takzvané podobry. Tyto hvězdy již spotřebovaly většinu vodíku ve svých jádrech, takže jaderná fúze se tam zpomaluje a jádro se zmenšuje. Ve slupce obklopující jádro hvězdy současně začíná jaderná fúze - a s ní i přechod k obří hvězdě. Během této přechodné fáze, která trvá jen několik milionů let, lze stáří těchto subgigantů odvodit přímo z jejich povrchové teploty a jasu. "To z podobrů dělá cenné datovací nástroje pro galaktickou archeologii," vysvětlují Xiang a Rix. Nevýhodou však je, že podobři jsou velmi vzácní. Proto museli dva astronomové vyhodnotit data z milionů hvězd, aby jich našli kolem 250.

Posílení formování struktury a formování hvězd

Vyhodnocení ukázala, že nejstarší zástupci podobrů leží v tlustém disku Mléčné dráhy a jsou až 13 miliard let staří. Podle toho vznikla tato část naší galaxie už asi 800 milionů let po velkém třesku. Z vysokého celkového počtu vytvořených hvězd astronomové usuzují, že tlustý disk obsahoval od samého počátku velké množství plynu a tím i suroviny pro nové hvězdy. To by také vysvětlovalo jejich poměrně velkou tloušťku. O něco později se začalo tvořit galaktické halo. Nejstarší hvězdy v tlustém disku jsou v průměru o jednu až dvě miliardy let starší než hlavní populace halo hvězd,“ hlásí vědci. Vznik tohoto vnějšího obalu z plynu a hvězd pak byl dokončen asi před jedenácti miliardami let.

Kolem této doby prošel dramatickou změnou i zbytek Mléčné dráhy. Protože zhruba před jedenácti miliardami let data ukazují nápadné „produkční maximum“ při formování hvězd, ve stejnou dobu se oběžné dráhy mnoha hvězd náhle změnily. Xiang a Rix to připisují skutečnosti, že se Mléčná dráha v této době srazila s o něco menší sousední galaxií Gaia-Enceladus/Sausage. "Samozřejmá interpretace této časové náhody je, že porucha z galaxie Gaia-Enceladus/Sausage silně stimulovala tvorbu hvězd v tlustém disku," píší astronomové. Rázové vlny ze srážky způsobily kolaps dalších plynových oblaků a vznik nových hvězd. Tento nárůst tvorby hvězd trval asi pět až šest miliard let,

Tichá pozdní fáze

Pak, před osmi miliardami let, skončila bouřlivá a produktivní „dospívající léta“ Mléčné dráhy. Většina mezihvězdného vodíkového plynu v tlustém disku byla spotřebována, takže se zde vytvořilo jen málo nových hvězd. Protože však z mezigalaktického prostoru stále proudil nějaký čerstvý plyn, tvorba hvězd v části galaktického disku zůstala aktivní déle - tvořil se tenký disk. S vývojem této struktury začala dlouhá, klidná dospělá fáze naší domovské galaxie. Protože od té doby Mléčná dráha neprošla žádnou větší kolizí, její struktura zůstala do dnešního dne z velké části nezměněna. Vývoj Mléčné dráhy tak odpovídá tomu, co modely předpovídají i galaxiím: produktivní raná fáze, po níž následuje klid,

https://www.wissenschaft.de/astronomie-physik/die-bewegte-teenagerzeit-unserer-milchstrasse/