Nowe dane dotyczące wieku Drogi Mlecznej

Podobnie jak wiele innych galaktyk spiralnych we wszechświecie, Droga Mleczna składa się z dwóch struktur podobnych do dysku - cienkiego dysku i grubego dysku. Gruby dysk, który otacza cienki, zawiera ok. 20 proc. gwiazd Drogi Mlecznej i jest on starszy od cienkiego.

W ostatnich badaniach, zespół 38 naukowców kierowany przez uczonych z australijskiego instytutu ASTRO-3D wykorzystał dane z misji Kepler do pomiaru wieku gwiazd. Na tej podstawie dokonano szacunków dotyczących grubego dysku Drogi Mlecznej, który ma ok. 10 mld lat.

Zespół naukowców pod kierownictwem dr Sanjiby Sharmy zastosował metodę zwaną astrosejsmologią. Polega ona na pomiarze oscylacji gwiazdy spowodowanych wstrząsami gwiazd, w których skorupy ulegają przesunięciom podobnym do trzęsień ziemi. Proces ten pozwala badaczom prowadzić kosmiczne badania "archeologiczne" i spojrzeć wstecz na formację Drogi Mlecznej.

- Wstrząsy generują fale dźwiękowe wewnątrz gwiazd, które powodują, że dzwonią lub wibrują. Wytworzone częstotliwości mówią nam o wewnętrznych właściwościach gwiazd, w tym o ich wieku. To trochę jak identyfikacja skrzypiec Stradivariusa poprzez słuchanie wytwarzanego przez nie dźwięku - powiedział prof. Dennis Stello, współautor badań.

Należy zauważyć, że astronomowie nie są w stanie wykryć rzeczywistych "dźwięków" generowanych przez gwiazdy. Zamiast tego ruchy wewnątrz gwiazdy są mierzone na podstawie zmian jasności gwiazdy.

Obserwacje przeprowadzone przez misję Kepler nie były zgodne z modelami struktury Drogi Mlecznej, które przewidywały, że gruby dysk będzie zawierał więcej gwiazd o małej masie. Nie było wiadomo, czy rozbieżność ta wynikała z niedokładności w modelach galaktycznych, czy z powodu problemu z kryteriami wyboru gwiazd. Zespół dr Sharmy odkrył, że prawdziwą przyczyną była ta pierwsza kwestia.

Poprzednie modele galaktyczne zakładały, że gruby dysk Drogi Mlecznej został zaludniony przez gwiazdy o małej masie i niskiej metaliczności. Przeprowadzono analizę spektroskopową, dzięki której ustalono, że skład chemiczny zakładany w istniejących modelach jest nieprawidłowy, co prowadzi do niedokładnych oszacowań wieku.

- To odkrycie rozwiązuje tajemnicę. Wcześniejsze dane o rozkładzie wieku gwiazd na dysku nie zgadzały się z modelami skonstruowanymi w celu jego opisania, ale nikt nie wiedział, gdzie leży błąd - w danych czy modelach. Teraz jesteśmy pewni, że go znaleźliśmy - powiedział dr Sharma.

Od momentu uruchomienia w 2009 r. dane zebrane przez Kosmiczny Teleskop Keplera sugerują, że na grubym dysku jest o wiele więcej młodszych gwiazd, niż przewidywano w modelach. Chociaż misja nie została zaprojektowana przede wszystkim do przeprowadzania astroarchaeologii, jej zdolność do mierzenia zmian jasności gwiazdy (z powodu tranzytów planet) jest odpowiednia do pomiaru wstrząsów gwiazdy.

- Gwiazdy są po prostu kulistymi instrumentami pełnymi gazu, ale ich wibracje są niewielkie, dlatego musimy bardzo uważnie patrzeć. Doskonałe pomiary jasności wykonane przez Kosmiczny Teleskop Keplera były do tego idealne. Teleskop był tak czuły, że byłby w stanie wykryć przyciemnienie reflektora samochodowego, gdy przeszła przez niego pchła - dodał Sharma.

Uzyskane wyniki tego badania są silnym wskaźnikiem mocy analitycznej asterosejsmologii i jej zdolności do szacowania wieku gwiazd.