Новые компьютерные симуляции помогли астрономам из Института космических наук Университета Барселоны понять, почему звезды нашей Галактики делятся на две химически разные группы — явление, которое десятилетиями ставило исследователей в тупик. Работа опубликована в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS).
Источник: Unsplash
Речь идет о так называемой химической бимодальности: звезды поблизости от Солнца формируют две четкие последовательности в диаграмме содержания магния и железа (Mg/Fe), хотя по общему уровню металличности сильно пересекаются. Почему Галактика «вырастила» две популяции звезд вместо одной, до сих пор оставалось загадкой.
Команда ученых попыталась найти ответ с помощью мощных космологических симуляций — проекта Auriga, воспроизводящего рождение и эволюцию галактик наподобие Млечного Пути в цифровой Вселенной. Проанализировав 30 виртуальных галактик, исследователи обнаружили, что два химических «ряда» могут появляться разными путями.
«Это исследование показывает, что химическое устройство Млечного Пути не является универсальным шаблоном, — отметил ведущий автор Мэттью Оркни. — Разные галактики могут прийти к похожему результату, пройдя совершенно разными путями. Это важный шаг к пониманию их эволюции».
По словам ученых, бимодальность может возникать как из-за чередования мощных вспышек звездообразования и периодов затишья, так и из-за изменений во внешнем газовом притоке. Ранее многие исследователи связывали вторую звездную последовательность с давним столкновением Млечного Пути с карликовой галактикой Gaia-Sausage-Enceladus. Однако симуляции показали: это вовсе не обязательное условие.
Ключевую роль играет металлобедный газ из гигантского газового «ореола» вокруг галактики. Его приток меняет химический состав межзвездной среды и запускает формирование новой популяции звезд.
Форма и наклон химических последовательностей, подчеркнули авторы, напрямую связаны с историей звездообразования конкретной галактики.
В ближайшие годы новые обсерватории позволят проверить прогнозы моделирования и найти подобные химические структуры в соседних галактиках.
«Мы ожидаем увидеть большое разнообразие таких химических последовательностей в других галактиках, — заключил соавтор работы Шервен Лапорт. — Эти данные помогут уточнить историю эволюции и нашего собственного Млечного Пути».