По цветам звёзд определили историю "сборки" нашей галактики

Учёные из Университета Нотр-Дам (США) обобщили данные по спектрам 130 000 звёзд Млечного Пути, создав трёхмерную модель, на которой показано, в какой части галактики доминируют светила того или иного типа. С её помощью удалось установить, что формирование диска Галактики шло от центра к периферии и началось ещё 13,5 миллиарда лет назад, почти сразу после Большого взрыва. Соответствующая статья опубликована в журнале Nature Physics.

Астрономам всегда хотелось узнать, как возникла наша галактика. На первый взгляд, сделать это несложно: мы умеем определять возраст звёзд, достаточно сравнить их в разных частях галактического диска, и всё станет ясно. Однако в реальности всё намного сложнее. Три четверти звёзд нашей галактики вообще невозможно разглядеть с помощью существующих приборов. Эти звёзды похожи на Проксиму Центавра — красные карлики, которые на расстоянии больше 100 световых лет практически теряются на фоне блеска более ярких светил. Поэтому, чтобы понять, какие звёзды доминируют в далёких от нас частях Млечного Пути, они не годятся. Можно использовать и более яркие, но редкие светила, однако определить их возраст на практике бывает довольно сложно.

В новом исследовании астрономы использовали нетипичные звёзды-маркеры — так называемые голубые звёзды горизонтальной ветви (ГЗГВ). Это звёзды типа нашего Солнца, только гораздо более старые. Они уже прошли стадию красного гиганта, резко расширившись, а затем испытали гелиевую вспышку — стали сжигать не водород, как наше пока ещё молодое светило, а оставшийся после слияния атомов водорода гелий. В этой фазе их размер резко сокращается, а цвет становится голубоватым. У этих светил есть особенность: оттенки их голубоватого света прямо зависят от возраста и содержания тяжёлых элементов. Это позволяет использовать ГЗГВ как довольно точные средства датировки для "астроархеологии".

Как оказалось, самые древние из таких голубых светил лежат в области вокруг центра Галактики — на удалении до 49 тысяч световых лет от него. Это сопоставимо с удалением нашего Солнца от того же центра. Далее этой области концентрация древних звёзд резко падает. Минимума она достигает на периферии Галактики в 160 тысячах световых лет от центра. Там голубые звёзды горизонтальной ветви на 1,0—1,5 миллиарда лет младше, чем в упомянутой внутренней зоне Млечного Пути.

Исследователи отмечают, что в центре ГЗГВ больше потому, что они возникли из тех газовых облаков, что были ближе к центру Галактики. Эти облака успели образовать лишь одно-два поколения "старых" звёзд, прежде чем гравитация увлекла их в центр будущего Млечного Пути. Более новые светила этой ветви там просто не успели возникнуть, потому что пребывание внутри Галактики "выдавливало" из этих облаков газ — строительный материал для образования новых звёзд. В то же время более далёкие облака, позже захваченные нашей галактикой, дольше пробыли вне её. Поэтому они теряли газ медленнее и успели образовать много поколений звёзд, массой близких к Солнцу, — тех, что мы видим как молодые ГЗГВ на периферии Галактики.

Следует отметить, что с технической точки зрения рост Млечного Пути ещё не остановился. Через считаные миллиарды лет он столкнётся с Туманностью Андромеды, ещё более крупной галактикой. После этого образуется Млекомеда — образование, включающее многие сотни миллиардов звёзд.