Подобно на много други спирални галактики във Вселената, Галактиката на Млечния път се състои от две структури, подобни на диска - тънкият и дебелия диск. Дебелият диск, който обвива тънкия диск, съдържа около 20% от звездите на Млечния път и се смята, че е по-възрастният от двойката въз основа на състава на звездите му (които имат по-голяма металичност) и по-пухкавия му характер.
В скорошно проучване обаче екип от 38 учени, водени от изследователи от австралийския Център за съвършенство на ARC за всички астрофизики на небето в три измерения (ASTRO-3D), използва данни от вече пенсионирания Кеплер мисия за измерване на звездности в диска на Млечния път. От това те преразгледаха официалните оценки за възрастта на дебелия диск на Млечния път, който според тях е на около 10 милиарда години.
Изследването, което описва техните открития - озаглавено „Проучването K2-HERMES: възраст и металичност на дебелия диск“ - наскоро се появи в Месечни известия на Кралското астрономическо дружество, Изследователският екип беше ръководен от д-р Санджиб Шарма от Института за астрономия в Сидни и Центъра за върхови постижения на АРС в цялата астрофизика на небето в три измерения (ASTRO-3D) и включваше членове от множество университети и изследователски институти.
За да определи възрастта на дебелия диск, д-р Шарма и неговият екип използвали метод, известен като астеросейсмология. Това се състои в измерване на трептенията на звездата, причинено от земетресения, при което кора от звезди претърпява внезапни промени, подобни на земетресенията. Този процес позволява на изследователите да провеждат „галактика-археология“, където те са в състояние да погледнат назад към формирането на Млечния път (преди повече от 13 милиарда години).
Както обясни Денис Стело - доцент в Университета на Нов Южен Уелс и съавтор на изследването, това им позволи да определят вътрешните структури на звездата:
„Земетресенията генерират звукови вълни вътре в звездите, които ги карат да звънят или вибрират. Произведените честоти ни казват неща за вътрешните свойства на звездите, включително тяхната възраст. Това е малко като идентифицирането на цигулка като Страдивариус чрез слушане на звука, който издава. "
Важно е да се отбележи, че астрономите не са в състояние да открият действителните „звуци“, генерирани от звезди. Вместо това движенията във вътрешността на звездата се измерват въз основа на промените в яркостта на звездата. Преди това астрономите са отбелязвали, че наблюденията, проведени от Кеплер мисията не се съгласи с модели на структурата на Млечния път - което предсказваше, че дебелият диск ще притежава повече звезди с ниска маса.
Досега не беше ясно дали това несъответствие се дължи на неточности в галактическите модели или поради проблем в критериите за избор на звездите. Използване на нови данни от K2 мисия, Шарма и неговите колеги откриха, че това е първата. По принцип предишните галактически модели предполагаха, че дебелият диск е населен от звезди с ниска маса и ниска металичност.
Използвайки обаче K2 данни от мисията за извършване на нов спектроскопичен анализ, д-р Шарма и неговият екип установяват, че химическият състав, включен в съществуващите модели, е неправилен, което води до неточни оценки за тяхната възраст. Като вземат това предвид, д-р Шарма и неговият екип успяха да приведат астеросеизмични данни в съответствие с това, което прогнозираха галактическите модели. Както обясни д-р Шарма:
„Тази констатация разчиства мистерия ... По-ранните данни за възрастовото разпределение на звезди в диска не бяха съгласни с моделите, конструирани да го опишат, но никой не знаеше къде е грешката - в данните или моделите. Сега сме почти сигурни, че сме го намерили. "
От пускането му през 2009 г. данните събрани от Кеплер мисията предположи, че в дебелия диск има много повече млади звезди, отколкото прогнозираха моделите. Въпреки че тя не е била предназначена преди всичко за провеждане на астроархеология, способността й да измерва промените в яркостта на звездата (привидно поради планетарните транзити) са добре подходящи за измерване на звездни вълни.
"Звездите са просто сферични инструменти, пълни с газ, но вибрациите им са малки, така че трябва да гледаме много внимателно", каза Шарма. „Изящните измервания на яркостта, направени от Кеплер бяха идеални за това. Телескопът беше толкова чувствителен, че щеше да може да открие затъмняването на автомобилни фарове, докато бълха мина през него. "
Тези открития показват, че дори след като две от реакционните му колела се провалиха през 2013 г., Кеплер все още беше в състояние да проведе ценни наблюдения като част от своите K2 кампания. Резултатите от това изследване също са категоричен показател за аналитичната сила на астеросейсмологията и способността й да оценява възрастите на звездите. Очакват се още разкрития, докато учените продължават да преливат данни, получени от мисията, преди тя да престане да действа през ноември 2018 г.
Анализът на тези данни ще бъде комбиниран с нова информация, събрана от транзитния спътник за изследване на екзопланетите на НАСА (TESS) - КеплерДуховен наследник, който излезе в космоса само седем месеца преди това Кеплер пенсиониран. Тази информация допълнително ще подобри оценките на възрастта за още повече звезди в диска и ще помогне на астрономите да научат повече за образуването и еволюцията на Млечния път.
