Calea Lactee este mai „bătrînă” decît se credea inițial. Care este vîrsta galaxiei noastre?

Utilizînd datele obținute de misiunea Gaia a ESA, astronomii au arătat că o parte a Căii Lactee a început să se formeze acum 13 miliarde de ani, cu aproximativ 2 miliarde de ani mai devreme decît se așteptau, și la doar 0,8 miliarde de ani după Big Bang.

Acest rezultat surprinzător provine dintr-o analiză realizată de Maosheng Xiang și Hans-Walter Rix, de la Institutul Max-Planck pentru Astronomie din Heidelberg, Germania.

Aceștia au luat date legate de luminozitate și poziționare din setul de date Early Data Release 3 (EDR3) al Gaia și le-au combinat cu măsurători ale compoziției chimice a stelelor, date furnizate de telescopul chinezesc Large Sky Area Multi-Object Fiber Spectroscopic Telescope (LAMOST), pentru aproximativ 250 000 de stele, pentru a obține vîrstele acestora, raportează Phys.org.

Ei au ales să analizeze stelele subgigante. În aceste stele, energia a încetat să mai fie generată în miezul stelei și s-a mutat într-un înveliș în jurul miezului. Astfel, steaua se transformă într-o stea gigantică roșie.

Ce vîrstă au stelele?

Deoarece faza de subgigantă este o fază evolutivă relativ scurtă în viața unei stele, aceasta permite determinarea vîrstei sale cu mare precizie.

Totuși, vîrsta unei stele nu poate fi măsurată direct, ci trebuie dedusă prin compararea caracteristicilor unei stele cu modelele computerizate ale evoluției stelare. Înainte de Gaia, astronomii lucrau în mod obișnuit cu incertitudini de 20-40%, ceea ce putea duce la o imprecizie de un miliard de ani sau mai mult.

„Cu ajutorul datelor de luminozitate furnizate de Gaia, sîntem capabili să determinăm vîrsta unei stele subgigante”, spune Maosheng.

Astfel, galaxia noastră este formată din diferite componente. În linii mari, acestea pot fi împărțite în halo și disc. Haloul este regiunea care înconjoară discul și, în mod tradițional, s-a considerat a fi cea mai veche componentă a galaxiei.

Anatomia Căii Lactee

Discul este compus din două părți: discul subțire și discul gros. Discul subțire conține majoritatea stelelor pe care le vedem pe cerul nopții. Discul gros are o înălțime de peste două ori mai mare decît cea a discului subțire, dar o rază mai mică, conținînd doar cîteva procente din stelele din Calea Lactee.

Identificînd stelele subgigante din aceste regiuni diferite, cercetătorii au putut construi o cronologie a formării Căii Lactee și atunci au avut o surpriză.

Vîrstele stelare au arătat în mod clar că formarea Căii Lactee a avut loc în două faze distincte. În prima fază, care a început la doar 0,8 miliarde de ani după Big Bang, discul gros a început să formeze stele. În plus, procesul s-a accelerat rapid pînă la finalizare, aproximativ două miliarde de ani mai tîrziu, cînd o galaxie pitică cunoscută sub numele de Gaia-Sausage-Enceladus a fuzionat cu Calea Lactee.

Aceasta a umplut haloul cu stele și, așa cum reiese în mod clar din noua lucrare publicată în Nature, a declanșat nașterea discului gros pentru a forma majoritatea stelelor sale. Discul subțire de stele, în care se află Soarele, s-a format în timpul celei de-a doua faze.

Istoria zbuciumată a galaxiei noastre

Analiza arată, de asemenea, că după explozia de formare a stelelor declanșată de fuziunea cu Gaia-Sausage-Enceladus, discul gros a continuat să formeze stele pînă cînd gazul a fost epuizat, la aproximativ 6 miliarde de ani după Big Bang.

Vîrsta de formare mai timpurie a discului gros indică o imagine diferită a istoriei galaxiei noastre.

„De la descoperirea fuziunii antice cu Gaia-Sausage-Enceladus, în 2018, astronomii au suspectat că, de fapt, Calea Lactee era deja acolo înainte de formarea haloului, dar nu aveam o imagine clară a modului în care arăta Calea Lactee. Rezultatele noastre oferă detalii despre acea parte a Căii Lactee, cum ar fi ziua sa de naștere, rata de formare a stelelor și istoria îmbogățirii cu metale. Punerea laolaltă a acestor descoperiri cu ajutorul datelor Gaia revoluționează imaginea noastră despre cînd și cum s-a format galaxia noastră”, spune Maosheng.