Du har muligvis hørt om restauranten i slutningen af universet, men har du hørt om baren midt i Mælkevejen?
For næsten 80 år siden bestemte astronomer, at vores hjem, Mælkevejsgalaksen, er en stor spiral galakse. På trods af at vi sidder fast inde og ikke har kunnet se, hvordan strukturen ser ud - som vi kan med Pinwheel Galaxy, eller vores nærmeste nabo, Andromeda Galaxy - har forskere mistanke om, at vores galakse faktisk er en "spærret" spiralgalakse. Spærrede spiralgalakser har en langstrakt stjernestruktur eller stang i midten, som i vores tilfælde er skjult af støv og gas. Der er mange galakser i universet, der er spærrede spiraler, og alligevel er der adskillige galakser, der ikke har en central bar.
Hvordan dannes disse centrale søjler, og hvorfor er de kun til stede i nogle, men ikke alle spiralgalakser?
Et forskerteam ledet af Dr. R. Michael Rich (UCLA), kaldet BRAVA (Bulge Radial Velocity Assay), målte hastigheden for mange gamle, røde stjerner nær centrum af vores galakse. Ved at studere spektre (kombineret lys) for M-klasse gigantiske stjerner kunne teamet beregne hastigheden for hver stjerne langs vores synslinie. I løbet af en fire-årig periode blev spektre for næsten 10.000 stjerner erhvervet med CTIO Blanco 4-meter-teleskop beliggende i Chiles Atacama-ørken.
Ved at analysere stjernernes hastighed i deres undersøgelse var teamet i stand til at bekræfte, at Mælkevejens centrale udbuelse indeholder en massiv bjælke, med den ene ende næsten rettet mod vores solsystem. En anden opdagelse gjort af teamet er, at mens vores galakse roterer som et hjul, undersøgte BRAVA-studiet, at rotationen af den centrale stang er mere som en rull papirhåndklæde i en dispenser. Holdets opdagelser giver vigtige spor, der hjælper med at forklare dannelsen af Mælkevejens centrale region.
Spektradatasættet blev sammenlignet med en computersimulering oprettet af Dr. Juntai Shen (Shanghai Observatorium), der viser, hvordan bjælken dannede sig fra en allerede eksisterende disk med stjerner. Holdets data passer ganske godt til modellen, hvilket antyder, at inden den centrale bjælke eksisterede, var der en massiv disk med stjerner. Konklusionen, som teamet nåede frem, er i skarp kontrast til den almindeligt accepterede model for dannelse af vores galakas centrale region - en model, der forudsiger Mælkevejens centrale region dannet ud fra en tidlig kaotisk fusion af gasskyer. "Take-away" -punktet fra holdets konklusioner er, at gas spillede en eller anden rolle i dannelsen af vores galakas centrale region, der organiseredes i en massiv roterende disk og derefter blev til en bar på grund af stjernernes tyngdepunktinteraktion.
En anden fordel ved holdets forskning er, at stjernespektradata giver teamet mulighed for at analysere stjernernes kemiske sammensætning. Alle stjerner er sammensat af for det meste brint og helium, men de små mængder af andre elementer (astronomer refererer til noget tidligere helium som "metaller") giver indsigt i forholdene, der er til stede under en stjernedannelse.
BRAVA-teamet fandt, at stjerner tættest på flyet i Mælkevejsgalaksen har færre "metaller" end stjerner længere væk fra dets galaktiske plan. Holdets konklusion bekræfter standardvisninger af stjernedannelse, alligevel dækker BRAVA-data et betydeligt område af den galaktiske bule, der kan analyseres kemisk. Hvis forskere kortlægger metalindholdet i stjerner i Mælkevejen, fremkommer et klart billede af stjernedannelse og evolution, svarende til hvordan kortlægning af CO2 koncentrationer i den antarktiske ishylde kan afsløre de tidligere vejrmønstre her på Jorden.
Hvis du gerne vil læse hele papiret, er en forudskrivet version tilgængelig på: http://arxiv.org/abs/1112.1955
Kilde: National Optical Astronomy Observatory pressemeddelelse
