Астрономы из Женевского университета первыми в мире сумели проанализировать состав различных газов, наполняющих Млечный Путь. Полученные результаты свидетельствуют о том, что наша галактика не является однородной по своему составу, как это до сих пор предсказывали многочисленные теоретические модели.
Полностью исследование опубликовано в журнале Nature, а с его краткой версией можно ознакомиться на сайте Женевского университета. Общепринятая теория гласит, что Млечный Путь формировался по определенным эволюционным законам и является однородным по своему составу.
Ранее этот прогноз был подтвержден несколькими компьютерными моделями. Однако только в новом исследовании впервые был проведен не теоретический, а практический анализ состава нашей галактики.
Базой для него стала популярная теория о том, что у Млечного Пути имеется три основных элемента: исходный газ, поступающий из-за пределов нашей галактики, межзвездный газ внутри галактики, обогащенный химическими элементами, и пыль, создаваемая конденсацией металлов, присутствующих в газе.
До сих пор теоретические модели предполагали, что все эти три элемента однородно перемешаны по всему Млечному Пути. Причем в процессе эволюции они достигли уровня химического обогащения, подобного атмосфере Солнца. Это явление астрономы называют солнечной металличностью.
Команда из Женевского университета планировала на практике подтвердить то, что ранее предсказали компьютерные модели. Однако исследование преподнесло огромный сюрприз: оно показало, что газы в нашей галактике смешиваются вовсе не так сильно, как считалось ранее. Словом, полученные результаты ставят под сомнение нынешнее понимание эволюции галактик в целом. Возможно, имеющиеся модели теперь придется модифицировать с учетом новых данных об эволюции Млечного Пути.
Для своего исследования швейцарские астрономы разработали новый метод наблюдения полной металличности. В течение 25 часов группа наблюдала атмосферу 25 звезд, используя данные космического телескопа Hubble и наземного телескопа Very Large Telescope в Чили.
"Новая техника наблюдений включает в себя учет общего состава газа и пыли путем одновременного наблюдения нескольких элементов, таких как железо, цинк, титан, кремний и кислород, - объясняет ведущий автор работы Анналиса де Киа. - Затем мы можем отследить количество металлов, присутствующих в пыли, и добавить его к объему, уже определенному предыдущими наблюдениями, чтобы получить их общее количество".
Благодаря новой технологии двойного наблюдения астрономы обнаружили, что среда Млечного Пути крайне неоднородна. Некоторые из изученных областей оказались обогащенными металлами только на 10 процентов от их содержания в атмосфере Солнца, то есть уровень вышеупомянутой солнечной металличности у них в 10 раз ниже, чем должен быть, если верить предыдущим предсказаниям.
"Это открытие играет ключевую роль в разработке новых теоретических моделей формирования и эволюции галактик, - говорит соавтор исследования Йенс-Кристиан Крогагер. - С этого момента нам нужно будет совершенствовать моделирование, чтобы учесть в нем неоднородность уровня обогащения металлами в разных местах Млечного Пути".
В то же время исследование подтвердило, что металлы играют фундаментальную роль в образовании звезд, космической пыли, молекул и планет. Однако теперь стало известно, что новые звезды и планеты могут образовываться из газов самого разного состава. По словам Анналиса де Киа, галактики питаются "девственным" газом, который попадает извне, омолаживает их и дает возможность формироваться новым звездам.
Добавим, что галактики состоят из набора звезд и образуются в результате конденсации газа межгалактической среды, состоящей в основном из водорода и небольшого количества гелия. Этот газ не содержит металлов, в отличие от газа в галактиках - в астрономии все химические элементы тяжелее гелия собирательно называются "металлами", хотя они являются атомами в газообразной форме.