Астрономы определили границу звездообразования Млечного Пути

Международная группа астрономов под руководством Карла Фитени из Университета Инсубрии впервые определила точную границу звездообразующего диска Млечного Пути, которая находится на расстоянии 40 000 световых лет от галактического центра. Изучив возраст более 100 000 звезд с помощью данных обзоров LAMOST, APOGEE и спутника Gaia, исследователи обнаружили четкую U-образную закономерность в распределении возраста звезд, указывающую на резкое падение эффективности звездообразования за этим рубежом. Результаты исследования опубликованы в журнале Astronomy & Astrophysics.

Долгое время астрономы не могли точно определить, где заканчивается диск Млечного Пути, поскольку он не имеет резкой границы, а постепенно исчезает на периферии. Теперь международная команда ученых решила эту задачу, применив новый подход, сочетающий анализ возраста звезд с передовыми компьютерными моделями эволюции галактик. Этот метод позволил выявить U-образную закономерность в распределении возраста звезд, которая точно указывает на границу областей активного звездообразования.

Галактики, как известно, формируются изнутри наружу: звездообразование начинается в плотных центральных областях и постепенно распространяется к краям на протяжении миллиардов лет. Поэтому в среднем звезды тем моложе, чем дальше они находятся от центра. Исследование подтвердило эту тенденцию для Млечного Пути, но с неожиданным поворотом. На расстоянии примерно 35 000–40 000 световых лет от галактического центра средний возраст звезд перестает уменьшаться и начинает снова расти с увеличением расстояния. Эта инверсия создает характерный U-образный профиль возраста, минимум которого отмечает резкое падение эффективности звездообразования.

За пределами этой границы звезды все же присутствуют, что может вызвать вопрос: почему они там находятся, если новое звездообразование практически прекратилось? Ответ кроется в процессе, называемом радиальной миграцией. Звезды постепенно удаляются от места своего рождения, скользя по спиральным волнам, которые прокатываются по галактике.

Подобно серферам, ловящим волны, звезды могут перемещаться по спиральным рукавам, постепенно удаляясь от мест своего зарождения. За пределами границы звездообразования звезды оказываются именно благодаря этому медленному и случайному процессу. Поскольку миграция требует времени, самые удаленные звезды являются и самыми старыми, что и создает наблюдаемую закономерность.

Особенно важно, что эти звезды движутся по почти круговым орбитам, что исключает их происхождение в результате столкновения с другой галактикой или гравитационного выброса. Как пояснил профессор Виктор П. Дебаттиста, звезды во внешней части диска сформировались именно в диске, а не были рассеяны на большие радиусы галактикой-спутником. Их присутствие является тихим, совокупным результатом исключительно внутренней галактической динамики.

Для получения этих результатов команда ученых проанализировала данные более 100 000 звезд, используя спектроскопические обзоры LAMOST и APOGEE в сочетании с точными измерениями телескопа Gaia. Сосредоточившись на звездах, вращающихся в главном диске галактики, ученые смогли выделить сигнал роста изнутри наружу, отделив его от других галактических процессов. Современные модели галактик, выполненные на суперкомпьютерах, подтвердили, что минимум возраста совпадает с резким падением эффективности звездообразования, и показали, как миграция звезд формирует возрастной профиль диска.

Причины, по которым звездообразование прекращается именно на этом радиусе, пока остаются неясными. Главными подозреваемыми являются центральный бар Млечного Пути, гравитационное влияние которого может приводить к скоплению газа на определенном радиусе, а также внешняя часть искривления галактики, где диск деформируется и потенциально нарушает процессы формирования звезд.

Тем не менее само исследование убедительно доказывает, что U-образный возрастной профиль является явным признаком четко выраженной границы звездообразования в нашей галактике.

В итоге международная группа астрономов впервые точно определила границу звездообразующего диска Млечного Пути, которая находится на расстоянии 40 000 световых лет от центра Галактики. За этой границей новые звезды почти не рождаются, а присутствующие там старые звезды попали на периферию в результате медленной радиальной миграции по спиральным рукавам, двигаясь по почти круговым орбитам.

Присоединяйтесь к нам в соцсетях