Számunkra az éjszakai égbolt a csillagok véletlenszerű fröccsöntésére nézhet ki, ám a csillagászok megtanulják, hogy galaxisunk egyes régióiban a csillagok olyan tulajdonságokba csoportosultak, amelyek hasonlítanak a Földön - patakok, hullámok, ívek és hegyvidéki gerincek.
A tektonikus tevékenység megteremti a Föld sokféle tulajdonságát, de a tudósok nem igazán tudják, mi készíti ezeket a csillagok utánzatát a Tejútban. A kutatók most bűncselekményt tesztelnek, beleértve a galaxisunkon kívülről érkező erőket. Az igazi gyanúsított azonban maga a Tejút lehet.
A tudósok a Tejút akadályos, spirális galaxist írják le - lényegében egy napsütéses oldalról felfelé mutató tojás alakúak, és csillagok tengelykerékkel vannak elosztva. De kisebb méretben sokkal részletesebb rejtőzik ebben a galaktikus topográfiaban.
2013 óta az Európai Űrügynökség Gaia nevű missziója a Tejút népszámlálását folytatja, azzal a céllal, hogy több mint 1 milliárd csillagot katalogizáljon. A csillagászok a 2018 áprilisában kiadott új adatok felhasználásával a csillagok helyének és mozgásának pontos méréséről további 550 millió objektummal kapcsolatban új csillagászati képességekkel fedezhetik fel a galaxist.
Míg ezek a galaktikus felfedezések új terepet fedeztek fel, mint például a gerincek és boltívek, a tudósok nem tudták megmagyarázni a csillagszerkezetek kialakulásának módját. Az ausztráliai Sydney Egyetem csillagászai által vezetett csapat úgy döntött, hogy megpróbálja számítógépes modellekben újra létrehozni néhány olyan funkciót, amelyet a csillagokban látnak.
A kutatók a Tejút nyolc gerincének sorozatára összpontosítottak, amelyeket egymás mellé hajtottak, mint egy hegység. A Gaia adatai azt mutatták, hogy a Tejút korongjának középső rétegében egymáshoz beépített gerincek mindegyikének egyedi csillaggyűjteménye volt, amelyeken a csúcstalálkozók találhatók. A csillagok összetételét elemző másik misszió adatainak felhasználásával észrevették, hogy az összes csillag elemi összetétele hasonló, mint a napé. Mivel az elemi összetétel csillagkorban utalhat rá, ez azt mondta nekik, hogy ezek a fiatal csillagok nem annyira szétszórtak, mint az idősebb csillagok, ami segít megérteni a gerincek kialakulását.
Az ilyen gerincek és más jellemzők létrehozásának elméletei két kategóriába sorolhatók: belső és külső. Egyes elméletek szerint a galaxis belső mechanizmusai kulcsszerepet játszanak a galaktikus földrajz kialakításában. Például a gravitációs kölcsönhatások rezonanciahullámokat generálhatnak, amelyek nagyobb anyagcsomókat hoznak létre a kisebbekből. Alternatív megoldásként a csillagok, a gázok és a por közötti súrlódás a galaxisban ezen topográfiai tulajdonságok kialakulásához vezethet, ugyanúgy, ahogy a mosógépben lévő ruhák összezavarodnak, amikor a tisztítási folyamat során egymás felé haladnak. Más elméletek azt sugallják, hogy valamilyen külső tulajdonság áthatolt a galaxison, mint egy másik kis törpe galaxis, és ez az, ami ráncolta a csillagokat. (Ennek az elméletnek a képéhez képzelje el, hogy húzza a lábát, miközben keresztezi a szőnyeget, és összecsukódhat.)
A csapat ezen belső és külső folyamatok számítógépes szimulációi segítségével megvizsgálta, hogy a csillagok eloszlása más körülmények között is megteremthető-e. Megállapították, hogy a gerincek jobban megfelelnek az izolált régiókban létrehozott fáziskeverésnek, az úgynevezett belső folyamatnak, amelyben a csillagcsoportok fokozatosan keverednek, például a koktélban keverhető rum és koksz, mivel a spirálkarok idővel morfálódnak. . Ezenkívül a fiatal csillagok jelenléte, amelyeknek még nem volt annyi ideje, hogy szétszóródjanak, mint az idősebb csillagok, a gerincekben azt is sugallták, hogy a közeli erő forrása a jellemzőknek. Az olyan régiók szimulációjában, amelyeket egy áthaladó galaxis gravitációs szempontból sújtott, az eredmények sokkal magasabb gerinceket mutattak, mint a Tejút.
Tehát a gerincek magassága "lehet az egyik módja annak, hogy megkülönböztessük a belső és a külső folyamatokat" - mondta Shourya Khanna, a Sydney-i Egyetem csillagászja és az új cikk vezető szerzője.
Még mindig vannak bizonyos korlátozások. A kutatók még nem modellezték a gázt a szimuláció során, ami befolyásolhatja az eredményeket. A kutatások bizonyítékokat találtak arra, hogy egy közeli galaxis egyszer áthaladt a Tejúton. Lehet, hogy ez a fajta külső interakció hajlamos csillagáramok kialakulására, míg a belső folyamatok - mint például a fáziskeverés - sokkal inkább felelősek a gerincekért - javasolja a tanulmány. Mivel sok csillagot hagytak a katalógusban, Gaia még több útmutatást adhat a csillagászoknak azokról az erõkrõl, amelyek a galaxisunk lenyûgözõ földrajzát formálják.
"A galaxis azon része, ahol jelenleg sok információ van, nagyon közel van a naphoz, de a közelgő Gaia kiadásoknak meg kell terjeszteniük a régió méretét" - mondta Alice Quillen, a Rochesteri Egyetem csillagásza, aki nem vett részt a tanulmány.
A tudósok on-line módon közzétették az arXiv preprint nyomtatott folyóiratban, és közzétették őket a Királyi Csillagászati Társaság havi értesítései folyóiratban.
