От раждането на съвременната астрономия учените се стремят да определят пълния обхват на галактиката Млечен път и да научат повече за нейната структура, формиране и еволюция. Според съвременните теории широко се смята, че Млечният път се е формирал малко след Големия взрив (преди около 13,51 милиарда години). Това беше резултатът от събирането на първите звезди и звездни клъстери, както и натрупването на газ директно от галактическия ореол.
Оттогава се смята, че множество галактики са се слели с Млечния път, което е предизвикало образуването на нови звезди. Но според ново проучване на екип от японски изследователи, нашата галактика е имала по-бурна история, отколкото се смяташе досега. Според техните открития, Млечният път преживяла епидна епоха между два периода на формиране на звезди, продължил милиарди години, като ефективно умира, преди да се върне отново към живота.
Тяхното изследване, озаглавено „Образуването на слънчеви звезди в две поколения, разделени на 5 милиарда години“, наскоро се появи в научното списание Nature. Изследването е проведено от Масафуми Ногучи, астроном от Астрономическия институт към университета в Тохоку, Япония. Използвайки нова идея, известна като „увеличаване на студения поток“, Ногучи изчисли еволюцията на Млечния път за период от 10 милиарда години.
Тази идея за акумулиране на студен газ е предложена за първи път от Авишай Декел - катедрата по теоретична физика „Андре Айзенщат“ в Еврейския университет в Йерусалим - и неговите колеги, за да обяснят как галактиките акредитират газ от околното пространство по време на тяхното образуване. Концепцията за двуетапна формация също беше предложена в миналото от Ювал Бирнбойм - старши преподавател в Еврейския университет - и колегите му, които да отчитат образуването на по-масивни галактики в нашата Вселена.
Въпреки това, след като конструира модел на Млечния път, използвайки данни за състава на своите звезди, Ногучи заключи, че нашата собствена галактика също е преживяла два етапа на формиране на звезди. Според неговото изследване историята на Млечния път може да се разбере, като се разгледат елементарните композиции на неговите звезди, които са резултат от състава на газа, от който се образуват.
Когато гледат звездите в Слънчевия квартал, много астрономически проучвания отбелязват, че има две групи, които имат различен химичен състав. Единият е богат на елементи като кислород, магнезий и силиций (алфа-елементи), докато другият е богат на желязо. Причината за тази дихотомия е дългогодишна загадка, но моделът на Ногучи дава възможен отговор.
Според този модел Млечният път започва, когато потоците от студен газ се натрупват в галактиката и водят до образуването на първо поколение звезди. Този газ съдържа алфа-елементи в резултат на краткотрайните свръхнови тип II - където звездата претърпява срив на ядрото в края на жизнения си цикъл и след това експлодира - освобождавайки тези елементи в междугалактичната среда. Това доведе до това, че първото поколение звезди бяха богати на алфа-елементи.
Тогава преди около 7 милиарда години се появяват ударни вълни, които нагряват газа до високи температури. Това накара студения газ да престане да постъпва в нашата галактика, причинявайки прекратяване на образуването на звезди. Две милиарда годишен период на покой продължи в нашата галактика. През това време дълготрайните свръхнови тип Ia - които се срещат в двоични системи, където бяло джудже постепенно сифонира материал от своя спътник - инжектира желязо в междугалактичния газ и променя елементарния си състав.
С течение на времето междугалактичният газ започна да се охлажда чрез излъчване на радиация и започна да тече обратно в галактиката преди 5 милиарда години. Това доведе до второ поколение образуване на звезди, което включваше нашето Слънце, които бяха богати на желязо. Въпреки че двуетапната формация предполага много по-масивни галактики в миналото, Ногучи успя да потвърди, че същата картина важи и за нашия собствен Млечен път.
Нещо повече, други проучвания показват, че същото може да се случи и с най-близката съседка на Млечния път - Галактиката Андромеда. Накратко, моделът на Ногучи прогнозира, че масивните спирални галактики изпитват пропаст във формирането на звезди, докато по-малките галактики правят звезди непрекъснато.
В бъдеще наблюденията на съществуващите телескопи от следващо поколение вероятно ще дадат допълнителни доказателства за това явление и ще ни кажат много повече за образуването на галактики. От това астрономите също ще могат да конструират все по-точни модели за това как нашата Вселена се е развивала във времето.
