Chemische sporen in de atmosferen van sterren worden gebruikt om nieuwe informatie over een sterrenstelsel te ontdekken, bekend als de Gaia-worst, die miljarden jaren geleden betrokken was bij een grote botsing met de Melkweg.

Astrofysici aan de Universiteit van Birmingham in samenwerking met collega's van Europese instellingen in Aarhus, Bologna en Triëst, hebben bewijzen bestudeerd voor de chemische samenstelling van sterren in dit deel van de Melkweg om te proberen de leeftijd van het kleinere sterrenstelsel nauwkeuriger te bepalen.

De Gaia Sausage werd vorig jaar geïdentificeerd door een internationaal team met behulp van informatie van de Gaia-satelliet van de European Space Agency. De fusie met de Melkweg, naar schatting ongeveer 10 miljard jaar geleden hebben plaatsgevonden, wordt verondersteld te hebben bijgedragen aan de vorm van de Melkweg die we vandaag herkennen.

Met behulp van alleen de informatie over de chemische sporen van Gaia Sausage-sterren afkomstig van het internationale APOGEE-astronomische onderzoek, de Birmingham-onderzoekers hebben de leeftijd van de melkweg nauwkeuriger vastgesteld. Door gedetailleerde modellen van de productie te ontwikkelen, of nucleosynthese van chemische elementen door allerlei soorten sterren en supernova's in de kosmos, ze schatten dat de Worst ongeveer 12,5 miljard jaar geleden werd gevormd - 2,5 miljard jaar ouder dan door eerdere schattingen werd gesuggereerd.

"Elementen interageren op verschillende manieren met licht en dus door de eigenschappen van licht van de sterren te bestuderen, kunnen we de chemische samenstelling van die sterren afleiden, " legt Fiorenzo Vincenzo uit, aan de School of Physics and Astronomy van de University of Birmingham.

"Alle chemische elementen die zwaarder zijn dan helium worden geproduceerd door sterren via thermonucleaire verbranding diep in het hart van de ster. Verschillende chemische elementen worden typisch gesynthetiseerd door verschillende soorten sterren in de kosmos. De zuurstofatomen die zo belangrijk zijn voor levensprocessen, bijvoorbeeld, werden door vele opeenvolgende generaties massieve sterren in het interstellaire medium afgezet totdat ze ongeveer 4,5 miljard jaar geleden door onze planeet werden opgenomen. We kunnen het relatieve aandeel van verschillende chemische sporen in de atmosfeer van sterren meten en deze meting gebruiken als een klok om hun leeftijd te bepalen."

Het nauwkeurig berekenen van de leeftijd van sterren is een complex proces en de techniek die door het Birmingham-team wordt gebruikt, vormt een stukje van de puzzel. De volgende stap zal zijn om de chemische gegevens te kruisen met bewijs van andere technieken, zoals het bestuderen van de relatieve snelheden waarmee sterren bewegen - een project dat ook aan de gang is aan de Universiteit van Birmingham.

De samensmelting tussen de twee sterrenstelsels lijkt een ander effect te hebben gehad, te. Het team ontdekte een gat in de leeftijdsverdeling van sterren in de Melkweg, die gelijktijdig met de fusie plaatsvond, wat suggereert dat de botsing een onderbreking veroorzaakte in de stervorming in de Melkweg.

"We speculeren dat de turbulentie en verwarming veroorzaakt door de fusie van de Gaia Sausage met de Melkweg de vorming van sterren op dit moment had kunnen voorkomen, " zegt Dr. Vincenzo. "Om dit te bevestigen zouden we echter nog nauwkeurigere metingen van de leeftijden van de sterren in de Melkweg en in de kleinere melkweg nodig hebben."

De studie is gepubliceerd in Maandelijkse mededelingen van de Royal Astronomical Society en maakt deel uit van het Asterochronometry-project, gefinancierd door de European Research Council en geleid door de Universiteit van Birmingham. Het belangrijkste doel van het project is om precieze en nauwkeurige sterrenleeftijden vast te stellen - een hoeksteen voor het begrijpen van de assemblagegeschiedenis van onze melkweg.

In dit onderzoek, het team concentreerde zich op de chemische sporen achtergelaten door drie elementen:ijzer, silicium en magnesium. De volgende stap zal zijn om metingen van andere elementen op te nemen om een ​​steeds nauwkeuriger beeld op te bouwen.