15.01.2018: Enhver stjerne har sin historie. Ved å studere en stjerne kan man finne informasjon om dens alder, sammensetning og muligens også hvor den først ble dannet. Stjernene som holder til i den eldste delen av vår galakse – den såkalte galakseutbulningen – gir oss ny kunnskap om hvordan stjernene i de spiralformede galaksearmene utviklet seg over milliarder av år.

av Anne Mette Sannes

Bildet viser galaksen NGC 6744 tatt med Wide Field Imager på det 2,2 meter store MPG/ESO-teleskopet på La Silla. Den store spiralgalaksen ligner på vår egen Melkevei og minner om et postkort av vår egen galakse sendt fra intergalaktisk rom. I midten av galaksen ses tydelig galakseutbulningen.
Foto: ESO

I mange år har astronomene vært av den oppfatning at galakseutbulningen i sentrum av Melkeveien er et søvnig sted med eldre stjerner – de eldste innbyggerne i vår galakse. Likevel, som følge av den temmelig tette ansamlingen av stjerner i denne delen av galaksen, har det alltid vært en utfordring å skille stjernenes bevegelser for å undersøke dette området av galaksen i detalj. En ny analyse av rundt 10 000 sollignende stjerner i dette området basert på data fra Hubble-teleskopet avslører at vårt galaksesenter er et dynamisk område med stjerner at ulik alder som fyker rundt med ulike hastigheter som reisende som haster rundt på en travel flyplass.

Ifølge forskerne kan studiet av denne kompliserte delen i hjertet av vår galakse gi oss ny kunnskap om hvordan Melkeveien ble dannet. Forskerteamet, ledet av Will Clarkson ved Universitetet i Michigan-Dearborn, oppdaget at bevegelsene til stjerner i galakseutbulningen er forskjellige og avhenger av stjernens kjemiske sammensetning. Stjerner som er rikere på grunnstoffer som er tyngre enn hydrogen og helium har mindre kaotiske bevegelser, men beveger seg raskere rundt galaksesenteret enn eldre stjerner som har mindre mengder av tyngre grunnstoffer.

Bildet er tatt med Hubble-teleskopet og viser en funklende juvelboks full av stjerner i hjertet av Melkeveien.
Foto: NASA, ESA, and T. Brown (STScI)

Ifølge et av medlemmene i teamet, Annalisa Calamida ved Space Telescope Science Institute i Baltimore, Maryland, finnes flere teorier som beskriver dannelsen av galaksen og galakseutbulningen. Noen forskere mener at dette området i sentrum av Melkeveien ble dannet da galaksen ble til for rundt 13 milliarder år siden, og dersom dette stemmer vil alle stjernene i galaksesenteret være eldre og ha samme bevegelse. Andre mener at galakseutbulningen ble dannet senere i galaksens levetid og at den utviklet seg sakte etter at de første generasjoner av stjerner var født. I et slikt scenario kan enkelte av stjernene i galaksesenteret være yngre og deres kjemiske sammensetning beriket med tyngre grunnstoffer kastet ut fra tidligere døde stjerner, og disse stjernene bør dermed utvise en annerledes bevegelse sammenlignet med eldre stjerner. Stjernene i studiet viser egenskaper ved begge modellene, og analysen kan derfor hjelpe forskerne å forstå opprinnelsen til galakseutbulningen.

Stjernene ble delt inn i grupper etter deres kjemiske sammensetning og forskerne sammenlignet deretter bevegelsene til hver gruppe. Den kjemiske sammensetningen ble bestemt etter å ha studert stjernenes farge og deretter delt inn i to hovedgrupper etter deres konsentrasjon av jern. Forskerne fant ut at stjernene med mye jern beveget seg dobbelt så raskt som de andre og at disse hurtige og senere generasjons stjerner kan ha ankommet galaksesenteret ved at Melkeveien har slukt mindre galakser.

I øyeblikket er det kun Hubble-teleskopet som har høy nok oppløsning til samtidig å måle bevegelsene til tusener av sollignende stjerner på den avstanden der galakseutbulningen befinner seg – 26 000 lysår unna.

Kunstnerisk fremstilling av hvordan Melkeveien ville sett ut fra siden – et helt annet perspektiv enn hva som er mulig å få fra Jorden. Galakseutbulningen vises som en glødende, peanøttformet ball med stjerner, og spiralarmene og deres tilhørende støvskyer danner et smalt bånd.
Foto: ESO/NASA/JPL-Caltech/M. Kornmesser/R. Hurt

Før denne analysen var bevegelsene til disse stjernene ikke kjent. Ifølge et annet team-medlem, Kailash Sahu ved Space Telescope Science Institute, trenger man observasjoner over lang tid for å foreta nøyaktige målinger av posisjoner og bevegelser til disse lyssvake stjernene. Årsaken til at teamet studerte sollignede stjerner er at det finnes så mange av dem og at de lett kan nås med Hubble-teleskopet. Tidligere observasjoner har sett på mer lyssterke røde kjemper som det ikke finnes så mange av siden de representerer en kort periode i en stjernes levetid. Ifølge Calamida har Hubble bare gitt forskerne et kort glimt av galaksekjernens levetid, men man har observert tusener av flere stjerner enn tidligere. Galakseutbulningen utgjør rundt en tidel av den pannekakeformede galaksen, og forskernes neste plan er å utvide analysene ved å gjøre flere observasjoner langs ulike siktlinjer, noe som vil gjøre dem i stand til å foreta en tredimensjonal undersøkelse av det rike mangfoldet av stjernepopulasjoner i sentrum av galaksen.

Ifølge forskerne er det også en viktig oppgave for James Webb Space Telescope (JWST) å undersøke Melkeveiens historie. Det forventes at det nye teleskopet, som er planlagt skutt opp i 2019, skal trenge dypere inn i stjernepopulasjonene i galaksesenteret.

Klikk på “Liker” og få melding når nye saker legges ut!

MER INFORMASJON

Nyhetssak fra STScI

Flere saker om galakser