science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Gaia ontwart de sterrenstrengen van de Melkweg

Dit diagram toont een face-on weergave van stellaire 'families' - clusters (stippen) en samenbewegende groepen (dikke lijnen) van sterren - binnen ongeveer 3000 lichtjaar van de zon, die zich in het midden van de afbeelding bevindt. Het diagram is gebaseerd op gegevens van de tweede gegevensrelease van ESA's Gaia-missie. Krediet:met dank aan M. Kounkel &K. Covey (2019)

In plaats van jong van huis te gaan, zoals verwacht, stellaire 'broers en zussen' houden het liefst bij elkaar in langdurige, string-achtige groepen, vindt een nieuwe studie van gegevens van ESA's Gaia-ruimtevaartuig.

Het onderzoeken van de verspreiding en het verleden van de met sterren bezaaide bewoners van onze melkweg is vooral een uitdaging omdat astronomen de leeftijd van sterren moeten bepalen. Dit is helemaal niet triviaal, als 'gemiddelde' sterren met een vergelijkbare massa maar verschillende leeftijden lijken erg op elkaar.

Om erachter te komen wanneer een ster is gevormd, astronomen moeten in plaats daarvan kijken naar populaties van sterren waarvan wordt aangenomen dat ze tegelijkertijd zijn gevormd, maar weten welke sterren broers en zussen zijn, vormt een verdere uitdaging, aangezien sterren niet per se lang in de stellaire wiegen blijven waar ze zijn gevormd.

"Om te identificeren welke sterren samen zijn gevormd, we zoeken naar sterren die op dezelfde manier bewegen, aangezien alle sterren die in dezelfde wolk of cluster zijn gevormd op dezelfde manier zouden bewegen, " zegt Marina Kounkel van de Western Washington University, ONS., en hoofdauteur van de nieuwe studie.

"We kenden een paar van dergelijke 'meebewegende' sterrengroepen in de buurt van het zonnestelsel, maar Gaia stelde ons in staat om de Melkweg tot in detail te verkennen tot op veel grotere afstanden, het onthullen van veel meer van deze groepen."

Marina gebruikte gegevens van Gaia's tweede release om de structuur en stervormingsactiviteit van een groot stuk ruimte rond het zonnestelsel te traceren. en om te onderzoeken hoe dit in de loop van de tijd is veranderd. Deze gegevensrelease, verstrekt in april 2018, geeft een overzicht van de bewegingen en posities van meer dan een miljard sterren met ongekende precisie.

Krediet:Europees Ruimteagentschap

De analyse van de Gaia-gegevens, vertrouwen op een machine learning-algoritme, ontdekte bijna 2000 voorheen ongeïdentificeerde clusters en samen bewegende groepen sterren tot ongeveer 3000 lichtjaar van ons vandaan - ongeveer 750 keer de afstand tot Proxima Centauri, de dichtstbijzijnde ster bij de zon. De studie bepaalde ook de leeftijden van honderdduizenden sterren, waardoor het mogelijk wordt om stellaire 'families' op te sporen en hun verrassende arrangementen te ontdekken.

"Ongeveer de helft van deze sterren wordt gevonden in lange, snaarachtige configuraties die kenmerken weerspiegelen die aanwezig zijn in hun gigantische geboortewolken, ’ voegt Marijn toe.

"Over het algemeen dachten we dat jonge sterren hun geboorteplaats slechts een paar miljoen jaar na hun vorming zouden verlaten, de banden met hun oorspronkelijke familie volledig verliezen, maar het lijkt erop dat sterren wel een paar miljard jaar dicht bij hun broers en zussen kunnen blijven."

De snaren lijken ook op een bepaalde manier georiënteerd te zijn ten opzichte van de spiraalarmen van ons melkwegstelsel - iets dat afhangt van de leeftijd van de sterren binnen een streng. Dit is vooral duidelijk voor de jongste snaren, bestaande uit sterren jonger dan 100 miljoen jaar, die de neiging hebben om loodrecht op de spiraalarm te staan ​​die zich het dichtst bij ons zonnestelsel bevindt.

De astronomen vermoeden dat de oudere reeksen sterren loodrecht moeten staan ​​op de spiraalarmen die bestonden toen deze sterren werden gevormd, die nu in de afgelopen miljard jaar zijn herschikt.

Dit diagram toont een zijaanzicht van stellaire 'families' - clusters (stippen) en samenbewegende groepen (dikke lijnen) van sterren - binnen ongeveer 3000 lichtjaar van de zon, die zich in het midden van de afbeelding bevindt. Het diagram is gebaseerd op gegevens van de tweede gegevensrelease van ESA's Gaia-missie. Krediet:met dank aan M. Kounkel &K. Covey (2019)

"De nabijheid en oriëntatie van de jongste snaren tot de huidige spiraalarmen van de Melkweg laat zien dat oudere snaren een belangrijk 'fossielverslag' zijn van de spiraalstructuur van onze melkweg, " zegt co-auteur Kevin Covey, ook van de Western Washington University, ONS..

"De aard van spiraalarmen wordt nog steeds besproken, waarbij het oordeel over stabiele of dynamische structuren nog niet is vastgesteld. Het bestuderen van deze oudere snaren zal ons helpen begrijpen of de armen meestal statisch zijn, of als ze bewegen of verdwijnen en zich opnieuw vormen in de loop van een paar honderd miljoen jaar - ongeveer de tijd die de zon nodig heeft om een ​​paar keer rond het galactische centrum te draaien."

Gaia werd gelanceerd in 2013, en is op een missie om een ​​driedimensionale kaart van onze melkweg in kaart te brengen, het aanwijzen van de locaties, bewegingen, en dynamiek van ongeveer één procent van de sterren in de Melkweg, samen met aanvullende informatie over veel van deze sterren. Verdere Gaia-releases, inclusief steeds nauwkeurigere gegevens, zijn gepland voor het komende decennium, astronomen voorzien van de informatie die ze nodig hebben om de stervormingsgeschiedenis van onze melkweg te ontvouwen.

"Gaia is een werkelijk baanbrekende missie die de geschiedenis van de Melkweg - en zijn samenstellende sterren - onthult als nooit tevoren, " voegt Timo Prusti toe, Gaia-projectwetenschapper bij ESA.

"Omdat we de leeftijden zullen bepalen voor een groter aantal sterren verspreid over onze melkweg, niet alleen degenen die in compacte clusters wonen, we zullen in een nog betere positie zijn om te analyseren hoe deze sterren in de loop van de tijd zijn geëvolueerd."