天文学家正在使用恒星作为化石来研究银河系

了解银河系是如何组装的,可以帮助我们回答它是否独特的问题。信用:PNG / Zicoalpha,在PNG许可下获得许可

我们的银河系被认为拥有多达4000亿颗恒星,当然其中之一就是我们自己的太阳。但是这些恒星是如何形成的以及何时形成的,它们是从哪里来的呢?

了解我们银河系中的恒星种群不仅可以揭示我们自己的家园,还可以揭示整个宇宙。所谓的银河考古学可以揭示星系的形态,并解释我们自己的一些有趣的复杂性。

当然,考虑到我们在银河系中的位置,银河系也是研究银河系如何演化,运动和形成的复杂性的最佳实验室。通过研究银河系中数十亿个神秘的光点,正在打开一个完整的理解领域。

超新星

恒星在银河系的生命中起着至关重要的作用。一小部分以所谓的超新星爆炸结束生命,通过这些事件,它们释放出制造行星,小行星甚至生命本身之类的东西所需的所有必需的较重元素。那么这些事件能告诉我们关于银河系的什么信息?

以色列特拉维夫大学的Dan Maoz教授是一个名为EMERGE的项目的负责人,该项目旨在回答此类问题。他说:“ EMERGE的想法是试图通过观察获得尽可能多的与该问题相关的信息,”这意味着在宇宙中何处,如何以及何时产生各种元素,以及它们如何在宇宙中分布。我们银河系中的星星。”

恒星像我们的太阳一样,包含化石般的记录,记录了所有前几代恒星爆炸后的超新星爆发,使我们几乎可以通过研究当前恒星来回顾过去。莫兹教授说:“这就是想法,看看超新星在这些基本的富集过程中是如何出现我们银河系的当前情况的。”

为了获得类似化石的记录,该项目利用了欧洲航天局(ESA)的盖亚望远镜。这个先进的太空天文台于2013年发射升空,距地球150万公里,其任务是进行长达十年的任务,以调查我们银河系中超过20亿颗恒星,这是历史上最广泛的银河系调查。

盖亚(Gaia)的数据使毛兹教授能够探究恒星的初始质量函数(IMF),即给定种群中形成的大小恒星的相对数量。通过了解这些恒星的距离和亮度,可以检查它们的IMF,并可以将它们的历史拼凑在一起。

已经有了一些有趣的发现。例如,通过测量他们的IMF,毛兹教授及其同事可以确认我们银河系中数十亿颗被称为“盖亚香肠”的恒星并非起源于我们的银河系,而是与我们的银河系合并而成。

毛兹教授说:“令我们惊讶的是,我们发现它们具有与我们银河系正常恒星非常不同的初始质量函数。” 他们的国际货币基金组织像遗传签名一样,证实了以前的迹象,“ 100亿年前,这群恒星被银河吞噬了。”

银河考古

知道恒星的位置和形成方式可以告诉我们很多有关银河系的信息。但是,了解银河系的另一个关键部分是弄清楚其不同恒星的年龄,这反过来又使我们能够研究银河系的历史-一种被称为银河考古学的方法。

由英国伯明翰大学的安德里亚·米格里奥(Andrea Miglio)博士领导的天文计时项目正在寻求更详细的研究,以了解螺旋星系如何像我们自己的形式一样演化。它将通过测量银河系中数万颗恒星的年龄来做到这一点,但这需要一些新颖的思维来实现。

该项目利用一种称为星震学的独特恒星约会方法,该方法依靠每颗恒星的亮度脉动,再加上盖亚的空前信息,来一次了解许多恒星年龄,从而重构形成银河系的事件的时间表。 。

Miglio博士说:“在盖亚(Gaia)之前,我们仅获得了几千颗(近)星的距离信息。” “现在有了盖亚,我们可以获得有关恒星所在位置的非常精确的信息。有了距离,您就可以非常精确地推断出光度。有了盖亚,我们就可以从太阳(几千光年)做到这一点,因此您可以开始探索银河系的不同区域。”

为了达到高精度年龄,该项目还依靠来自行星搜寻望远镜的数据,例如NASA的开普勒和ESA的CoRoT,它们通过测量恒星的亮度变化来寻找行星,而NASA的TESS至今仍在使用。

随着时间的推移,这种变化直接与恒星的年龄有关。Miglio博士说:“这些变化与困在恒星内部的声波有关。” “通过测量这些振荡模式的频率,您可以(算出)质量,然后可以拥有非常精确的年龄。”

希望模型能够在这些恒星年龄上达到90%的精度,“这真是太了不起了,”米格里奥博士说,因为它可以使我们将银河系100亿年历史中的物体与仅有十亿年的不确定性。以这种方式研究恒星年龄将使我们使用“树环”或“化石”等恒星将银河系演化的图像放在一起,”米格里奥博士说。他说:“您可以重建发生特定事件的时间,以及银河系是如何真正演化的,以及银河系的不同区域如何富含某些元素。”

这样做,再加上诸如EMERGE之类的项目,就可以开始告诉我们,我们的银河系在结构和演化上是否与我们可以观察到的其他旋涡星系相似。Miglio博士说:“一旦我们了解了银河系的组装,就可以看到它是否独特。”

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