Vienas iš būdų, kaip mes skirstome žvaigždes į kategorijas, yra jų metališkumas. Tai yra sunkesnių elementų dalis, kurią žvaigždė turi, palyginti su vandeniliu ir heliu. Tai naudinga metrika, nes žvaigždės metališkumas yra geras jos amžiaus matas.
Vandenilis ir helis, kuriuos matome visatoje, buvo sukurti ankstyvosiomis Didžiojo sprogimo akimirkomis. Štai kodėl jų tiek daug. Sunkesni elementai, tokie kaip anglis ir geležis, susidaro vykstant astrofiziniams procesams, tokiems kaip elementų susiliejimas žvaigždžių šerdyje arba baltųjų nykštukų ir neutroninių žvaigždžių susidūrimų metu. Dėl šios priežasties ankstyviausios žvaigždės buvo pagamintas tik iš vandenilio ir helio. Laikui bėgant sunkesnių elementų gausa palaipsniui didėjo, todėl jaunesnės žvaigždės paprastai turi didesnį metališkumą.
Kadangi žvaigždės metališkumą galime nustatyti stebėdami jos spektrą, žinome bendrą žvaigždžių metališkumą tiek mūsų galaktikoje, tiek kitose. Todėl galime suskirstyti žvaigždes į metališkumo „populiacijas“. Tai daroma apibrėžiant vandenilio ir geležies santykį [Fe/He] logaritmine skale, nustatant mūsų Saulę kaip nulinį tašką. Taigi I populiacijos žvaigždžių santykis yra bent -1, o tai reiškia, kad jos turi 10% ar daugiau Saulės [Fe/He] santykio. Senesnių II populiacijos žvaigždžių metališkumas yra mažesnis nei I populiacijos, o III populiacija (pirmosios kartos žvaigždės) metališkumo visiškai neturėtų.
Tipiška žvaigždžių vieta Paukščių Take. Kreditas: Vikipedija
Mūsų galaktikoje šios žvaigždžių populiacijos pasiskirsto iš galaktikos plokštumos į išorę. Jauniausios I populiacijos žvaigždės paprastai yra mūsų galaktikos spiralinėse gnybtuose, o senesnės II populiacijos žvaigždės paprastai būna virš galaktikos plokštumos arba žemiau jos. Paukščių taką supančios išsklaidytos išorinės žvaigždžių aureolės dažniausiai yra mažiausios metališkumo žvaigždės.
Tai prasminga, nes žvaigždės gimsta tankiose dujose ir dulkėse galaktikos plokštumoje, ypač spiralinėse rankose. Laikui bėgant žvaigždžių gravitacinis šokis leistų joms migruoti į išorę. Tik vyresnės žvaigždės turėjo laiko atitolti nuo lėktuvo.
Tačiau kadangi antžeminiai dangaus tyrimai ir erdvėlaivis „Gaia“ suteikia mums išsamesnį Paukščių Tako vaizdą, tai atskleidžia staigmenas apie mūsų ilgą laiką galiojantį galaktikos modelį. Tai matyti iš neseniai atlikto tyrimo, kuriame nagrinėjamos kai kurios seniausios mūsų galaktikos žvaigždės.
Žvaigždžių spindesys, kurį Gaia tyrinėjo Paukščių Take. Autoriai: ESA/Gaia/DPAC, A. Khalatyan (AIP) ir StarHorse komanda
Naudodama Australijos SkyMapper Southern Survey, komanda nustatė 475 žvaigždes, kurių [Fe/He] santykis yra mažesnis nei viena tūkstantoji mūsų saulės. Tikėtume, kad jos bus halo žvaigždės, bet kai komanda apskaičiavo šių žvaigždžių padėtis ir orbitas pagal Gaia duomenis, jie nustatė, kad 11 % jų skrieja galaktikos plokštumoje. Jų orbitos taip pat labai apskritos, panašios į Saulės orbitą. Tai stebina ir prieštarauja dabartinių galaktikos evoliucijos modelių prognozėms.
Dideli mūsų galaktikos dangaus tyrimai tikrai pakeis mūsų supratimą apie Paukščių Taką. Kaip rodo net šie ankstyvieji rezultatai, aišku, kad dar turime daug ko išmokti.
Nuoroda:Cordoni, G. ir kt. “ „Galaxy“ aureolės ir labai silpno metalo storio disko tyrinėjimas naudojant „SkyMapper“ ir „Gaia DR2“. “Karališkosios astronomijos draugijos mėnesiniai pranešimai(2020).
