Siden fødslen af moderne astronomi har forskere forsøgt at bestemme det fulde omfang af Mælkevejen galaksen og lære mere om dens struktur, dannelse og evolution. Ifølge de nuværende teorier antages det bredt, at Mælkevejen dannedes kort efter Big Bang (for ca. 13,51 milliarder år siden). Dette var resultatet af de første stjerner og stjerneklynger, der kom sammen, samt optagelsen af gas direkte fra den galaktiske glorie.
Siden da antages flere galakser at have fusioneret med Mælkevejen, som udløste dannelsen af nye stjerner. Men ifølge en ny undersøgelse fra et team af japanske forskere har vores galakse haft en mere turbulent historie end tidligere antaget. Ifølge deres fund oplevede Mælkevejen en sovende æra mellem to perioder med stjernedannelse, der varede i milliarder af år, og som faktisk døde, før de kom tilbage til livet igen.
Deres undersøgelse med titlen "Dannelsen af stjerner i solenergi i to generationer adskilt med 5 milliarder år", dukkede for nylig op i det videnskabelige tidsskrift Natur. Undersøgelsen blev udført af Masafumi Noguchi, en astronom fra det astronomiske institut ved Tohoku University, Japan. Ved hjælp af en ny idé kendt som ”koldstrøm-akkretion” beregnet Noguchi udviklingen af Mælkevejen over en periode på 10 milliarder år.
Denne idé om akkreditering af kold gas blev først foreslået af Avishai Dekel - Andre Aisenstadt formand for teoretisk fysik ved Det hebraiske universitet i Jerusalem - og hans kolleger for at forklare, hvordan galakser hæver gas fra det omgivende rum under deres dannelse. Begrebet to-trins dannelse er også blevet antydet i fortiden af Yuval Birnboim - en universitetslektor ved Det hebraiske universitet - og kolleger for at redegøre for dannelsen af mere massive galakser i vores univers.
Efter at have konstrueret en model af Mælkevejen ved hjælp af sammensætningsdata for dens stjerner, konkluderede Noguchi, at vores egen galakse også oplevede to stadier af stjernedannelse. Ifølge hans undersøgelse kan Mælkevejenes historie skelnes ved at se på elementernes sammensætninger af dens stjerner, som er resultatet af sammensætningen af den gas, som de er dannet fra.
Når man ser på stjernene i kvarteret Sol, har mange astronomiske undersøgelser bemærket, at der er to grupper, der har forskellige kemiske sammensætninger. Den ene er rig på elementer som ilt, magnesium og silicium (alfa-elementer), mens den anden er rig på jern. Årsagen til denne dikotomi har været et langvarigt mysterium, men Noguchis model giver et muligt svar.
I henhold til denne model begyndte Mælkevejen, da kolde gasstrømme, der trækkes ind i galaksen, og førte til dannelsen af den første generation af stjerner. Denne gas indeholdt alfa-elementer som et resultat af kortvarige super II-supernovaer - hvor en stjerne gennemgår kernekollaps i slutningen af sin livscyklus og derefter eksploderer - og frigiver disse elementer i det intergalaktiske medium. Dette førte til, at den første generation af stjerner var rig på alfa-elementer.
Derefter for ca. 7 milliarder år siden dukkede det op stødbølger, der opvarmede gassen til høje temperaturer. Dette fik den kolde gas til at stoppe med at strømme ind i vores galakse, hvilket fik stjernedannelse til at ophøre. En periode på to milliarder år med dvale fortsatte i vores galakse. I løbet af denne periode injicerede jern i langvarige type Ia-supernovaer - der forekommer i binære systemer, hvor en hvid dværg gradvist siphonerer materiale fra sin ledsager - jern i den intergalaktiske gas og ændrede dens grundlæggende sammensætning.
Over tid begyndte den intergalaktiske gas at afkøle ved at udsende stråling og begyndte at strømme tilbage i galaksen for 5 milliarder år siden. Dette førte til en anden generation af stjernedannelse, som omfattede vores sol, der var rig på jern. Selvom dannelsen i to trin har antydet meget mere massive galakser i fortiden, har Noguchi været i stand til at bekræfte, at det samme billede gælder for vores egen Mælkevej.
Derudover har andre undersøgelser indikeret, at det samme kan være tilfældet for Mælkevejens nærmeste nabo, Andromeda Galaxy. Kort sagt forudsiger Noguchis model, at massive spiralgalakser oplever et hul i stjernedannelse, mens mindre galakser kontinuerligt gør stjerner.
I fremtiden vil observationer fra eksisterende og næste generations teleskoper sandsynligvis give yderligere bevis for dette fænomen og fortælle os meget mere om galaksdannelse. Fra dette vil astronomer også være i stand til at konstruere stadig mere nøjagtige modeller af, hvordan vores univers udviklede sig over tid.
