Dlaczego stara hipoteza traci grunt pod nogami?
Klucz do rozwiązania tej łamigłówki przyniosły zaawansowane obliczenia. Zespół naukowców z Uniwersytetu Barcelońskiego i francuskiego CNRS przeprowadził serię szczegółowych symulacji znanych jako projekt Auriga. W wirtualnym świecie odtworzyli ewolucję trzydziestu galaktyk podobnych do naszej, śledząc ich rozwój przez miliardy lat. Wyniki okazały się zaskakujące. Otóż chemiczna bimodalność, czyli istnienie dwóch odrębnych populacji gwiazd, różniących się stosunkiem magnezu do żelaza, wcale nie musi być efektem gwałtownego zderzenia. Symulacje wykazały, że ten sam wzorzec może wyłonić się samoczynnie, w wyniku wewnętrznych procesów galaktyki. Kolizja z galaktyką Gaia-Sausage-Enceladus, choć historycznie prawdopodobna, nie była więc niezbędna.
Czytaj też: Wielka Fala przechodzi przez Drogę Mleczną. Gigantyczna struktura zmienia napotkane gwiazdy
To badanie pokazuje, że struktura chemiczna Drogi Mlecznej nie jest uniwersalnym wzorcem. Galaktyki mogą podążać różnymi ścieżkami, aby osiągnąć podobne rezultaty, a ta różnorodność jest kluczem do zrozumienia ewolucji galaktyk – podkreśla Matthew Orkney z ICCUB i IEEC
Różne ścieżki prowadzą do tego samego celu
Symulacje ujawniły całą paletę mechanizmów mogących prowadzić do powstania dwóch chemicznych grup gwiazd. Czasem odpowiada za to naprzemienność okresów gwałtownych i spokojnych narodzin gwiazd. W innych przypadkach decydującą rolę odgrywa napływ zimnego gazu ubogiego w metale z zewnętrznych rejonów galaktyki, tzw. ośrodka okołogalaktycznego.
To ważne spostrzeżenie, bo sugeruje, jakoby każda galaktyka miała swoją unikalną historię, zapisaną w chemicznych „odciskach palców” jej gwiazd. Droga Mleczna z jej wyraźnym podziałem jest tylko jednym z wielu możliwych wariantów. Co ciekawe, symulacje wskazują również na wyraźny gradient chemiczny: centra galaktyk są uboższe w magnez względem żelaza niż ich peryferia. Słońce, znajdujące się około 26 tysięcy lat świetlnych od centrum, daje nam unikalny punkt obserwacyjny do badania obu grup.
Perspektywy badań galaktyk
Odkrycie ma szerszy kontekst, zwłaszcza gdy spojrzymy na naszą galaktyczną sąsiadkę. W Andromedzie, galaktyce bardzo podobnej do naszej pod względem rozmiaru i typu, nie zaobserwowano tak wyraźnej chemicznej bimodalności. To mocny argument za tym, że podobne struktury mogą ewoluować zupełnie różnymi drogami. Prawdziwy test dla nowej teorii dopiero nadejdzie. Teleskop Jamesa Webba już teraz dostarcza bezprecedensowo szczegółowych danych o odległych galaktykach. W połączeniu z przyszłymi misjami, takimi jak PLATO czy Chronos, oraz planowanymi gigantycznymi teleskopami naziemnymi o średnicach 30 metrów, astronomowie zyskają narzędzia do rutynowego badania sekwencji chemicznych w galaktykach poza Drogą Mleczną.
To badanie przewiduje, że inne galaktyki powinny wykazywać różnorodność sekwencji chemicznych. Zostanie to wkrótce zbadane w erze teleskopów 30-metrowych, gdzie takie badania w zewnętrznych galaktykach staną się rutyną. Ostatecznie pomoże to nam również dalej udoskonalić fizyczną ścieżkę ewolucyjną naszej własnej Drogi Mlecznej – dodaje inny autor badań, Chervin Laporte
Nowy model każe nam patrzeć na ewolucję galaktyk jak na zbiór indywidualnych historii, a nie na sztywny schemat. Choć symulacje komputerowe to potężne narzędzie, ostateczne słowo należeć będzie do obserwacji. Jeśli przyszłe badania potwierdzą przewidywaną różnorodność, będziemy musieli na nowo przemyśleć wiele aspektów kosmicznej archeologii.