Один из способов классификации звезд - их металличность. Это доля более тяжелых элементов в звезде по сравнению с водородом и гелием. Это полезный показатель, потому что металличность звезды является хорошим показателем ее возраста.
Водород и гелий, которые мы видим во Вселенной, были созданы в первые моменты Большого взрыва. Вот почему их так много. Более тяжелые элементы, такие как углерод и железо, создаются в результате астрофизических процессов, таких как слияние элементов в ядрах звезд или во время столкновений белых карликов и нейтронных звезд. Из-за этого самые ранние звезды были сделаны только из водорода и гелия. Со временем содержание более тяжелых элементов постепенно увеличивалось, поэтому более молодые звезды, как правило, имели более высокую металличность.
Поскольку мы можем определить металличность звезды, наблюдая за ее спектром, мы знаем общую металличность звезд как в нашей галактике, так и в других. Таким образом, мы можем сгруппировать звезды в «популяции» металличности. Это делается путем определения отношения водорода к железу, [Fe / He], в логарифмической шкале, устанавливая наше Солнце в качестве нулевой точки. Таким образом, звезды населения I имеют отношение не менее -1, что означает, что они имеют 10% или более отношения [Fe / He] Солнца. У более старых звезд населения II металличность ниже, чем у населения I, а у населения III (звезды первого поколения) металличность вообще не будет.
Типичное расположение звезд в Млечном Пути. Предоставлено: Википедия.
В нашей галактике эти популяции звезд распространяются от галактической плоскости наружу. Самые молодые звезды населения I обычно находятся в спиральных рукавах нашей галактики, в то время как более старые звезды населения II обычно находятся выше или ниже галактической плоскости. Рассеянный внешний ореол звезд, окружающих Млечный Путь, обычно имеет самую низкую металличность.
Это имеет смысл, поскольку звезды рождаются в плотном газе и пыли внутри галактической плоскости, особенно в спиральных рукавах. Со временем гравитационный танец звезд позволит им мигрировать наружу. Только старые звезды успели отлететь от самолета.
Но поскольку наземные исследования неба и космический корабль Gaia дают нам более подробное изображение Млечного Пути, это открывает сюрпризы в отношении нашей давно существующей галактической модели. Это можно увидеть в недавнем исследовании некоторых из самых старых звезд в нашей галактике.
Свечение звезд, изучаемых Гайей в пределах Млечного Пути. Предоставлено: ESA / Gaia / DPAC, А. Халатян (AIP) и команда StarHorse.
Используя южный обзор SkyMapper в Австралии, команда определила 475 звезд с отношением [Fe / He] менее одной тысячной по сравнению с нашим Солнцем. Мы могли бы ожидать, что они будут звездами гало, но когда команда вычислила положения и орбиты этих звезд с использованием данных Gaia, они обнаружили, что 11% из них вращаются внутри галактической плоскости. Их орбиты также очень круглые, похожие на орбиту Солнца. Это удивительно и противоречит предсказаниям нынешних моделей галактической эволюции.
Крупные обзоры неба нашей галактики, несомненно, произведут революцию в нашем понимании Млечного Пути. Как показывают даже эти первые результаты, очевидно, что нам еще многому предстоит научиться.
Ссылка:Cordoni, G., et al. « Изучение гало Галактики и очень слабого металла толстого диска с помощью SkyMapper и Gaia DR2. 'Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества(2020).
