Gaia sporer søskendestjerner i Mælkevejen

Stjerner fødes i store skyer af gas og støv i rummet. Når vi kigger ud i vores Melkevejgalakse, ser vi nogle stjerner, der stadig hænger ud i deres originale stjernefamilier; vi siger, at disse stjerner bor i åbne stjerne klynger. Vores sol blev bestemt født i en sådan sky, hvis stjerner nu er spredt ud i Mælkevejen i det store og det bevægede sig med den generelle strøm af stjerner rundt om galakseens centrum. Søgningen efter solens mistede søskende er i gang. Men hvad nu hvis vi ikke kun kunne genkende vores solsøskende men søskende stjerner på tværs af en bred vidde af Mælkevejen? Det kan vi faktisk også. Det fantastiske rumfartøj fra Gaia fra Det Europæiske Rumorganisation (ESA) har givet os denne evne. Og i modsætning til hvad astronomer troede - snarere end at forlade unge, som forventet - har stjernesøsknene, som Gaia har afsløret, vist sig at holde sammen i langvarige stjernegrupper. Astronomer henviser i øjeblikket til disse grupper af stjerne-søskende som "strenge."

En erklæring fra ESA den 28. august, 2019, forklarede, hvorfor oplysninger om stjernefamilier eller strenge har været så længe inden:

At udforske fordelingen og fortidens historie for de stjerneklare beboere i vores galakse er især udfordrende, da det kræver astronomer at bestemme stjernernes aldre. Dette er slet ikke trivielt, da 'gennemsnitlige' stjerner med en lignende masse, men forskellige aldre ser meget ens ud.

For at finde ud af, hvornår en stjerne dannet, skal astronomer i stedet se på populationer af stjerner, der menes at have dannet sig på samme tid - men at vide, hvilke stjerner der er søskende, udgør en yderligere udfordring, da stjerner ikke nødvendigvis hænger ud længe i de stellende vugge, hvor de dannet.

Et blik på stjernefamilier - søskende stjerner født fra en enkelt sky af gas - i vores Melkevejs galakse inden for 3.000 lysår fra vores sol (centrum af billedet). Mælkevejen er 100.000 lysår bred. Stjerner i klynger i dag vises som prikker. Samflyttede grupper - stjerner født sammen og stadig bevæger sig sammen i rummet - fremstår som tykke linjer. Diagrammet er baseret på data fra den forbløffende nyttige anden dataudgivelse af Det Europæiske Rumagenturs Gaia-mission. Billede via M. Kounkel & K. Covey (2019).

Marina Kounkel fra det vestlige Washington University er hovedforfatter af den nye peer-reviewede undersøgelse, der blev offentliggjort 23. august 2019 i The Astronomical Journal . Hun forklarede:

For at identificere, hvilke stjerner der er dannet sammen, ser vi efter stjerner, der bevæger sig på lignende måde, da alle de stjerner, der dannede sig i den samme sky eller klynge, ville bevæge sig på en lignende måde.

Vi kendte til nogle få sådanne 'samflyttende' stjernegrupper nær solsystemet, men Gaia gjorde det muligt for os at udforske Mælkevejen i detaljer i langt større afstand, og afsløre mange flere af disse grupper.

Kounkel brugte data fra Gaias anden dataudgivelse i april 2018 til at spore strukturen og stjernedannelsesaktiviteten i et rumområde omkring vores solsystem og for at undersøge, hvordan dette ændrede sig over tid. Denne dataudgivelse viser bevægelser og positioner fra over en milliard stjerner med en præcision, der først blev muliggjort siden Gaias lancering i 2013. Gaia har brugt astrometriens unglamorous-lydende værktøj til at gøre noget ganske forbløffende. Satellitten kortlægger et tredimensionelt kort over vores galakse, der kortlægger placeringerne, bevægelserne og dynamikken for Milky Way-stjerner sammen med yderligere oplysninger om mange af disse stjerner. Jeg kan ikke understrege nok, hvordan Gaia muliggør et overblik over Mælkevejen, som vi aldrig havde før. Hvad angår denne undersøgelse sagde ESA:

Analysen af ​​Gaia-dataene, der er afhængig af en maskinlæringsalgoritme, afslørede næsten 2.000 tidligere uidentificerede klynger og medbevægende grupper af stjerner op til ca. 3.000 lysår fra os ca. 750 gange afstanden til Proxima Centauri, den nærmeste stjerne til solen.

Undersøgelsen bestemte også aldrene for hundreder af tusinder af stjerner, hvilket gjorde det muligt at spore stjernernes 'familier' og afsløre deres overraskende arrangementer.

Stjernefamilier på Gaias himmel. Billede via ESA / Gaia / DPAC; Data: M. Kounkel & K. Covey (2019).

Kounkel tilføjet:

Cirka halvdelen af ​​disse stjerner findes i lange, strenglignende konfigurationer, der spejler funktioner, der findes i deres kæmpe fødselsskyer.

Vi troede generelt, at unge stjerner ville forlade deres fødselssteder bare et par millioner år efter, at de blev dannet, og mister båndet helt med deres oprindelige familie - men det ser ud til, at stjerner kan forblive tæt på deres søskende i så længe som et par milliarder år.

Og her er en anden interessant kendsgerning om disse stjerne strenge, som afsløret af Gaia:

Strengene ser også ud til at være orienteret på bestemte måder med hensyn til vores galakas spiralarme - noget, der afhænger af stjernernes aldre i en streng. Dette er især tydeligt for de yngste strenge, der består af stjerner yngre end 100 millioner år, som har en tendens til at være vinkelret på spiralarmen tættest på vores solsystem.

Astronomerne har mistanke om, at de ældre strengestjerner må have været vinkelret på de spiralarme, der eksisterede, da disse stjerner dannedes, som nu er blevet omskiftet i løbet af de sidste milliarder år.

Kevin Covey, også fra det vestlige Washington University, er medforfatter til studiet. Han sagde:

Nærheden og orienteringen af ​​de yngste strenge til Mælkevejens nutidige spiralarme viser, at ældre strenge er en vigtig 'fossil optegnelse' af vores galakas spiralstruktur.

Spiralarmenes karakter drøftes stadig, idet dommen over dem er stabile eller dynamiske strukturer, der endnu ikke er afgjort. Undersøgelse af disse ældre strenge vil hjælpe os med at forstå, om armene for det meste er statiske, eller hvis de bevæger sig eller spreder sig og formes igen i løbet af et par hundrede millioner år - omtrent den tid det tager for solen at bane rundt om det galaktiske centrum og et par gange.

Yderligere Gaia-frigivelser, herunder mere og mere præcise data, er planlagt i det kommende årti, hvilket giver astronomer den information, de har brug for for at udfolde stjernedannelseshistorien for vores galakse. Timo Prusti, Gaia-projektforsker ved ESA, sagde:

Gaia er en virkelig banebrydende mission, der afslører Mælkevejen - og dens bestanddele - som aldrig før.

Hvis du har fulgt Gaia, er du enig!

En kant-på-visning af stjernegrupper og strenge i vores Melkevej-galakse. Billede via M. Kounkel & K. Covey (2019).

Nederste linje: En ny analyse af data fra Gaias anden dataudgivelse har afsløret, at stjerne-søskende - stjerner født fra den samme sky af gas og støv i rummet - klæber sammen i langvarige stjernegrupper, der bevæger sig rundt i Mælkevejen. Astronomer henviser til disse grupper som "strenge."

Kilde: Untangling the Galaxy. I. Lokal struktur og stjerneformationshistorie for Mælkevejen

Via ESA