A Tejút egy része öregebb a vártnál

Az Európai Űrügynökség számolt be arról az új kutatásról, amelyben német csillagászok derítették ki a Tejútrendszer korában tapasztalható anomáliát. A Gaia mérései alapján a galaxis ún. vastag korongjának egy része 13 milliárd évvel ezelőtt született, vagyis alig 0,8 milliárd évvel az ősrobbanás után, amint azt a Max Planck Csillagászati Intézet két kutatója kiszámította.

A Gaia EDR3 adatcsomagjából vettek információkat a csillagok fényességére, elhelyezkedésére vonatkozóan, s ezt kiegészítették a kínai LAMOST teleszkópjának nagyjából 250 ezer csillag kémiai összetételére vonatkozó adataival. Ezek segítségével meg tudták állapítani az égitestek korát.

A kutatók a szubóriás állapotban lévő csillagokat vizsgálták meg. E csillagok magjában a hidrogén mennyisége töredékére csökkent, ennek okán itt leállt, s a mag körüli héjba költözött a hidrogénfúzió. Ez a vörös óriássá alakulás folyamatának egy lépcsőfoka, amely csak rövid ideig tart. Épp ez teszi lehetővé, hogy egészen nagy pontossággal meg lehessen határozni a csillag korát, bár még így sem könnyű a számítás.

A csillagok korát meglehetősen bonyolult kiszámítani, nem lehet ugyanis közvetlenül mérni, csupán a csillag egyes jellemzőinek a csillagfejlődési modellekbe illesztésével lehet megállapítani. Ebben segít a csillag kémiai összetétele.

A Világegyetem a születése után szinte kizárólag hidrogénből és héliumból állt, a többi elem a csillagok belsejében született meg, majd a csillagok halálakor szétszóródva a következő csillaggenerációba beépülhetett. Ez teszi azt lehetővé, hogy e nehezebb elemek jelenlétéből a csillag korát meg lehessen állapítani, minél idősebb a csillag, annál kevesebbet tartalmaz belőlük.

A LAMOST mérései alapján kaptak a kutatók információt e kémiai összetételről, azonban a Gaia előtt a csillagászok átlag 20-40 százalékos hibahatárral tudták csak megállapítani egy csillag korát, így akár az évmilliárdos tévedés se volt lehetetlen. A Gaia EDR3 mérési csomagja segítségével azonban most negyedmilliónyi csillag esetében tudtak precíz kormeghatározást végezni a kutatók.

A Tejút anatómiája

A Tejút (és más spirálgalaxisok is) különféle részekből épül fel, általánosságban a korongra és a halóra oszthatjuk fel. A haló a korongot gömbszerűen körbefogó terület, amelyről a hagyományos elképzelés az, hogy itt található a galaxis legrégebbi régiója. A korong két részből áll: a vékony és a vastag korongból, a vékony korongban található a legtöbb csillag, amelyeket az égen a Tejút sávjaként láthatunk. A vastag korong ennek több mint a duplája vastagságú, ám itt csak a környezetünkben látható csillagoknak csupán pár százaléka található. E különböző anatómiai részekben talált szubóriás csillagoknak köszönhetően tudtak a kutatók a Tejútrendszer kialakulására vonatkozó új, és igencsak meglepő információkat gyűjteni.

Két fázis a Tejútrendszer történetében

A csillagok korából egyértelművé vált, hogy a Tejútrendszer kialakulása két korszakra különült el. Először, mindösszesen 0,8 milliárd évvel az Ősrobbanás után a vastag korong csillagai születtek meg, s valószínűleg a haló belső régiója is ekkor kezdett kialakulni. A folyamatok nagyban felgyorsultak kb. 2 milliárd évvel később, amikor egy másik galaxis egybeolvadt a formálódó Tejútrendszerrel. Ennek a találkozásnak köszönhetően kezdett csillagokkal benépesülni a vastag korong, a vékony korong, amelyben a Napunk is található, csak később, a galaxisunk fejlődésének következő fázisában jött létre.

A korai csillagkeletkezési fázis egészen a Világegyetem mintegy 6 milliárd éves koráig tartott, ekkorra fogyott ki a gáz a beolvadt másik galaxisból. Ebben az időszakban a hidrogénnél és héliumnál nehezebb elemek aránya megtízszereződött a vastag korong csillagaiban, és a csillagkeletkezéshez egy igencsak turbulens környezet szolgált alapul.

Bár a már említett galaxis-egybeolvadás 2018-as felfedezésekor gyanakodtak a szakemberek, hogy a Tejút már kialakult a haló létrejötte előtt, ám nem volt arról elképzelésük, hogy milyen is lehetett ez az ősgalaxis. A friss kutatási eredmények, amelyekről a Nature-ben közzé tett tanulmány számolt be, azonban feltárták a részleteket, és egyúttal a galaxisunk „születésnapját” is elárulták.

Hasonló fázisban lévő, fiatal galaxisokat a James Webb-űrteleszkóp segítségével ismerhetünk majd meg, reményeink szerint, s hamarosan a Gaia is kibocsátja a következő adatcsomagját, amelynek segítségével a mostanihoz hasonló vizsgálatok még egyszerűbbé válnak majd.