Droga Mleczna nie pojawiła się nagle. Przynajmniej nie na noc. Powstała poprzez wchłonięcie mniejszych sąsiadów. Przez miliardy lat absorbował galaktyki karłowate, integrując je ze swoją strukturą.
Te „ofiary” zostawiają po sobie ślady.
Współcześni astronomowie potrafią już je wykryć. Szukają gwiazd, które zachowały cechy wspólne ze swoimi pierwotnymi domami. Jeśli grupa gwiazd ma ten sam chemiczny odcisk palca lub podobną dynamikę orbity, prawdopodobnie utworzyły się razem, zanim zostały skonsumowane.
Federico Sestito i jego zespół znaleźli właśnie taką grupę. Dwanaście gwiazd. Resztę nazywali Lok.
„Być może odkryliśmy jeden z układów, które utworzyły Drogę Mleczną” – napisał Sestito w e-mailu do Space.com.
Nie są to całkowicie nowe badania. Jest to raczej logiczna kontynuacja jego poprzednich odkryć. Istnieje jednak istotna różnica. Nie miał wcześniejszych danych chemicznych. Mógł jedynie analizować ruch gwiazd, co nie wystarczyło, aby potwierdzić ich pochodzenie.
Teraz ma także analizę chemiczną.
„Przepis” na starożytne gwiazdy
Wodór i hel. To właśnie te pierwiastki stały się „składnikami” pierwszych gwiazd we Wszechświecie. Kiedy te gwiazdy się wypaliły, powstały cięższe pierwiastki: żelazo, złoto, srebro. Z tego materiału pochodzącego z recyklingu powstała kolejna generacja gwiazd.
Z każdym cyklem gwiazdy stawały się coraz bogatsze w metale.
Zatem pierwsze gwiazdy były „ubogie w metale”. Zawierały jedynie ślady ciężkich pierwiastków. Ta rzadkość służy jako ważna wskazówka. 20 gwiazd z naszego badania jest starych. Są również ubogie w metale. Oznacza to, że pochodzą z tej samej małej galaktyki, zanim połączyła się z Drogą Mleczną.
Ale poczekaj. W Drodze Mlecznej znajdują się miliony gwiazd ubogich w metale. Dlaczego akurat tych 20?
Ich orbity nie odpowiadają większości pozostałych. Dysk Drogi Mlecznej jest wypełniony młodymi gwiazdami. Sąsiedzi są bogaci w metale i poruszają się przewidywalnie.
Gwiazdy Loka utknęły w dysku, ale zachowują się inaczej. Ich ruch jest nietypowy dla tego obszaru. To dziwne położenie w połączeniu z ich specyficznym składem chemicznym wskazuje na wspólne pochodzenie.
Układanie puzzli
Do tego zadania jedno narzędzie nie wystarczy. Potrzebujemy zintegrowanego podejścia.
Sestito zastosował kilka metod. Spektroskopia wysokich częstotliwości, obliczenia orbitalne i modelowanie komputerowe. Porównał te 20 gwiazd do znanych grup: gwiazd halo, galaktyk karłowatych i symulowanych populacji.
Wyniki opowiedziały konkretną historię.
Skład chemiczny sugeruje wzbogacenie spowodowane zdarzeniami wysokoenergetycznymi: supernowymi, hipernowymi, szybko rotującymi masywnymi gwiazdami i łączeniem się gwiazd neutronowych.
Czego brakowało?
Ślady eksplozji białych karłów. Ich całkowity brak jest kluczowy. Oznacza to, że Lok była prawdopodobnie krótkotrwałą, energetyczną galaktyką. Płonęła jasno i szybko, po czym zniknęła w strukturze większej Drogi Mlecznej.
Szukamy „duchów” w systemie
Dlaczego to jest ważne?
Ponieważ te stare gwiazdy są kapsułami czasu. Pokazują nam, jak zbudowana została Droga Mleczna. Ujawniają pochodzenie pierwiastków i naturę pierwszych ciał świecących w ciemnościach wczesnego Wszechświata.
Sestito uważa, że Locke nie jest zjawiskiem wyjątkowym.
Spodziewa się znaleźć więcej ukrytych galaktyk. Znalezienie ich na obrzeżach galaktyki jest stosunkowo łatwe. Wyróżniają się na tle ciemności. A co z dyskiem?
Na dysku panuje chaos. Młode, bogate w metale gwiazdy zaśmiecają widok. Znalezienie tam starożytnego kosmity jest jak szukanie igły w pełnej hałasu stodole. To wymaga czasu.
Jednak Sestito nie wydaje się tym przejmować. Przed nami nowe narzędzia. Obserwatoria, które mogą badać skład chemiczny tysięcy gwiazd zamiast kilkudziesięciu.
Kiedy te dane staną się dostępne, znacznie wyraźniej zobaczymy elementy składowe naszej galaktyki.
Czy Lock pozostanie tajemnicą? A może odnajdziemy jego „braci” i „siostry”?
Prawdopodobnie dowiemy się tego dopiero przy następnej fali obserwacji. Na razie po prostu kontynuujemy badania dysku. Szukamy czegoś, co nie pasuje do ogólnego obrazu.
