Een nieuwe simulatie uitgevoerd op 's werelds krachtigste supercomputer gewijd aan astronomie heeft een testbaar scenario opgeleverd om het uiterlijk van de balk van de Melkweg te verklaren. Het vergelijken van dit scenario met gegevens van huidige en toekomstige ruimtetelescopen zal de evolutie van ons eigen sterrenstelsel helpen verduidelijken.

Astronomie onthult de structuur van het Melkwegstelsel steeds gedetailleerder. Astronomen weten dat het een schijfstelsel is, met twee- of vierarmige spiralen, met een rechte staaf in het midden die de spiralen verbindt. Nu weten ze ook dat het binnenste deel van de staaf een pinda-vormige uitstulping heeft, plaatsen waar de staaf dikker is, boven en onder het middenvlak van het Melkwegstelsel uitsteekt, en een nucleaire uitstulping, die schijfachtig en gelegen in het centrale deel van de Melkweg. Sommige andere sterrenstelsels, maar niet alle, vertonen vergelijkbare uitstulpingen van twee typen.

Astronomen stelden de vraag:"Hoe zijn de uitstulpingen van twee typen ontstaan?" Om deze vraag te beantwoorden, simuleerde een team onder leiding van Junichi Baba van de National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) een mogelijk scenario voor een Melkwegachtig sterrenstelsel op ATERUI II bij NAOJ, 's werelds krachtigste supercomputer gewijd aan astronomie. De simulatie van het team is de meest complete en nauwkeurige tot nu toe, inclusief niet alleen de sterren in de melkweg, maar ook interstellair gas. Het omvat ook de geboorte van nieuwe sterren uit het gas en de dood van sterren als supernova's.

De vorming van een balk helpt om gas naar het centrale deel van de melkweg te kanaliseren, waar het de vorming van nieuwe sterren veroorzaakt. Het kan dus redelijk zijn om aan te nemen dat de nucleaire bugel in de melkweg is gemaakt van nieuwe sterren die daar zijn geboren. Maar de simulaties laten zien dat er bijna geen nieuwe sterren in de balk buiten de nucleaire uitstulping zijn, omdat de balk zo effectief is in het kanaliseren van gas naar het centrum. Dit betekent dat uitspugen op gas niet de reden is dat er een pinda-vormige uitstulping in de bar ontstaat. In plaats daarvan ontdekt het team dat zwaartekrachtinteracties sommige sterren in banen kunnen drijven die ze boven en onder het middenvlak brengen.

Het meest opwindende is dat de simulatie een testbaar scenario biedt. Omdat de pinda-vormige uitstulping geen nieuwe sterren krijgt, moeten al zijn sterren dateren van vóór de vorming van de balk. Tegelijkertijd leidt de staaf gas naar het centrale gebied waar het veel nieuwe sterren creëert. Dus bijna alle sterren in de nucleaire uitstulping zullen zijn geboren nadat de balk is gevormd. Dit betekent dat de sterren in de pinda-vormige uitstulping ouder zullen zijn dan de sterren in de nucleaire uitstulping, met een duidelijke breuk tussen de leeftijden. Deze pauze komt overeen met het tijdstip waarop de balk werd gevormd.

Gegevens van de Gaia-sonde van de European Space Agency en de toekomstige JASMINE-satelliet van Japan zullen ons in staat stellen de bewegingen en leeftijden van de sterren te bepalen en dit scenario te testen. Als astronomen een verschil kunnen detecteren tussen de leeftijd van de sterren in pinda-vormige en nucleaire uitstulpingen, zal dit niet alleen bewijzen dat te veel eten niet de oorzaak is van de pinda-vormige uitstulping, het zal ons ook vertellen hoe oud de balk in de Melkweg is Weg melkweg.

Deze resultaten verschenen als Baba et al. "Leeftijdsverdeling van sterren in boxy/pinda/X-vormige uitstulpingen gevormd zonder staafknik" in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society op 8 maart 2022. + Verder verkennen

De binnenring van middelbare leeftijd van de Melkweg