På trods af tusinder af års forskning og observation er der meget, som astronomer stadig ikke kender til Mælkevejen. På nuværende tidspunkt estimerer astronomer, at de spænder over 100.000 til 180.000 lysår og består af 100 til 400 milliarder stjerner. Derudover har der i årtier været uafklarede spørgsmål om, hvordan strukturen af vores galakse udviklede sig i løbet af milliarder af år.
For eksempel har astronomer længe mistænkt, at galaktisk glorie kom fra - kæmpe strukturer af stjerner, der kredser over og under fladskiven på Mælkevejen - blev dannet af snavs, der blev efterladt af mindre galakser, der fusionerede med Mælkevejen. Men ifølge en ny undersøgelse fra et internationalt team af astronomer ser det ud til, at disse stjerner muligvis har deres oprindelse i Mælkevejen, men derefter blev sparket ud.
Undersøgelsen blev for nylig vist i tidsskriftet Natur under titlen ”To kemisk ensartede stjernedifferenser på modsatte sider af planet af den galaktiske disk”. Undersøgelsen blev ledet af Margia Bergmann, en forsker fra Max Planck Institute for Astronomy, og omfattede medlemmer fra det australske National University, California Institute of Technology og flere universiteter.
Af hensyn til deres undersøgelse stod teamet på data fra W.M. Keck Observatorium for at bestemme de kemiske overflodsmønstre fra 14 stjerner placeret i den galaktiske glorie. Disse stjerner var placeret i to forskellige glorie-strukturer - Triangulum-Andromeda (Tri-And) og A13-stjernernes overdensiteter - som ligger 14.000 lysår over og under Mælkevejen.
Som Bergemann forklarede i en pressemeddelelse fra Keck Observatory:
”Analysen af kemiske forekomster er en meget kraftig test, der på en måde, der ligner DNA-matching, kan identificere stjernens forældrepopulation. Forskellige forældrepopulationer, såsom Mælkevejen disk eller glorie, dværg satellit galakser eller kugleformede klynger, vides at have radikalt forskellige kemiske sammensætninger. Så når vi ved, hvad stjernerne er lavet af, kan vi straks knytte dem til deres forældrepopulationer. ”
Holdet opnåede også spektre fra en yderligere ved hjælp af Det Europæiske Sydlige Observatoriums Very Large Telescope (VLT) i Chile. Ved at sammenligne de kemiske sammensætninger af disse stjerner med dem, der findes i andre kosmiske strukturer, bemærkede forskerne, at de kemiske sammensætninger var næsten identiske. Ikke kun var de ens i og mellem de grupper, der var studier, de matchede nøje de overflodsmønstre af stjerner, der findes på Mælkevejens ydre disk.
Herefter konkluderede de, at denne stjernestande befolkning i den galaktiske halo blev dannet i Mælkevejen, men derefter flyttede til steder over og under den galaktiske disk. Dette fænomen er kendt som ”galaktisk udsættelse”, hvor strukturer skubbes ud fra Mælkevejenes plan, når en massiv dværg galakse passerer gennem den galaktiske disk. Denne proces forårsager svingninger, der udsætter stjerner fra disken, i hvilken den dværg galakse bevæger sig.
”Svingningerne kan sammenlignes med lydbølger i et musikinstrument,” tilføjede Bergemann. ”Vi kalder dette” ringer ”i Mælkevejen galaksen” galaktoseismologi ”, som teoretisk er blevet forudsagt for årtier. Vi har nu det klareste bevis for disse svingninger på vores galakas disk, der er hidtil opnået! ”
Disse observationer blev muliggjort takket være High-Resolution Echelle Spectrometer (HiRES) på Keck-teleskopet. Som Judy Cohen, Kate Van Nuys Page professor i astronomi ved Caltech og en medforfatter til studiet, forklarede:
”Den høje gennemstrømning og den høje spektrale opløsning af HIRES var afgørende for succes med observationer af stjernerne i den ydre del af Mælkevejen. En anden nøglefaktor var den glatte drift af Keck-observatoriet; god pegende og jævn betjening tillader en at få spektre af flere stjerner på kun få observationsnætter. Spektrene i denne undersøgelse blev opnået i kun en nat i Keck-tiden, hvilket viser, hvor værdifuld selv en enkelt nat kan være. ”
Disse fund er meget spændende af to grunde. På den ene side viser det, at halostjerner sandsynligvis stammer fra den galaktiske tænkeskive - en yngre del af Mælkevejen. På den anden side viser det, at Mælkevejens disk og dens dynamik er meget mere kompliceret end tidligere antaget. Som Allyson Sheffield fra LaGuardia Community College / CUNY, og en medforfatter på papiret, sagde:
”Vi viste, at det kan være temmelig almindeligt, at grupper af stjerner på disken flyttes til fjernere verdener inden for Mælkevejen - efter at have været” sparket ud ”af en invaderende satellitgalakse. Lignende kemiske mønstre kan også findes i andre galakser, hvilket indikerer en potentiel galaktisk universalitet af denne dynamiske proces. ”
Som et næste trin planlægger astronomerne at analysere spektraerne for yderligere stjerner i overdreven Tri-And og A13 såvel som stjerner i andre stjernestrukturer længere væk fra disken. De planlægger også at bestemme masser og aldre for disse stjerner, så de kan begrænse tidsgrænserne for, hvornår denne galaktiske udsættelse fandt sted.
I sidste ende ser det ud til, at en anden langvarig antagelse om galaktisk udvikling er blevet opdateret. Kombineret med løbende bestræbelser på at undersøge galakernes kerner - for at se, hvordan deres supermassive sorte huller og stjernedannelse hænger sammen - ser det ud til, at vi nærmer os forståelsen af, hvordan vores univers udviklede sig over tid.
