Астрономы выяснили, как Млечный Путь превратился из толстого диска в тонкий

Различить эти сценарии непросто: для этого необходимо точно знать возраст большого количества звезд, особенно самых древних. Исследователи во главе с Дэвидом Мирабалом из Института астрофизики Канарских островов использовали данные третьего выпуска каталога Gaia (DR3), опубликованного в 2022 году.

Ученые сравнили цвет и яркость звезд, чтобы оценить их возраст и содержание тяжелых элементов. Затем они проследили, как звезды разного возраста распределены по высоте относительно плоскости галактики.

Результаты показали, что около 10,85 млрд лет назад Млечный Путь начал уплощаться гораздо медленнее. До этого за два миллиарда лет толщина звездного диска сократилась с более чем 4100 до 1600 световых лет — почти в 2,6 раза. Затем процесс замедлился: у самых молодых звезд толщина диска составляет около 400 световых лет. Это в десять раз меньше его первоначального размера.

По мнению авторов, эти данные лучше согласуются со сценарием, при котором Млечный Путь формировался «снизу вверх» в обратном смысле привычной картины: сначала возник широкий и турбулентный диск, а затем внутри него постепенно сформировался более тонкий слой.

В ранней галактике газ двигался хаотично, поэтому звезды рождались на орбитах, распределенных по значительной высоте. По мере того как газ успокаивался, охлаждался и оседал ближе к общей плоскости, новые поколения звезд формировали все более тонкий диск. Древние светила при этом сохраняли орбиты, характерные для толстого диска.

«Это исследование решает давнюю проблему астрофизики, — отметил ведущий автор работы Дэвид Мирабал в пресс-релизе. — В моделировании были возможны оба сценария формирования диска, но наблюдательных данных, которые позволяли бы определить, какой из них реализовался в Млечном Пути, не хватало».

По словам исследователя, полученные результаты стали первым убедительным наблюдательным свидетельством в пользу одного из сценариев раннего формирования галактики. Сделать это удалось благодаря более точным оценкам возраста древних звезд.

Таким образом, нынешнее различие между толстым и тонким дисками может отражать два этапа истории Млечного Пути: бурный ранний период и последующее постепенное уплощение газового слоя, в котором продолжают рождаться звезды.

У черной дыры в центре Млечного Пути нашли углерод, кислород и железо

Компьютерное моделирование показывает: Млечный Путь был скоплением тысяч малых галактик

Подписывайтесь и читайте «Науку» в MAX