10K
Используя данные завершившего работу космического телескопа NASA «Kepler», астрономы смогли ответить на давний вопрос о возрасте «толстого диска» нашей Галактики, который оказался равен примерно 10 миллиардам лет. Выводы ученых представлены в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
«Нам, наконец, удалось разгадать тайну этого региона Млечного Пути. Более ранние данные о возрастном распределении звезд в толстом диске не соответствовали описывающим его моделям, но никто не знал, где искать ошибку – в данных или моделях. Теперь мы уверены, что нашли ответ», – рассказывает Санджиб Шарма, ведущий автор исследования из Сиднейского университета (Австралия).
Млечный Путь, как и большинство аналогичных ему спиральных галактик, содержит две дискообразные структуры, известные как толстый и тонкий диски. В первом проживает всего около 20 процентов звезд от их общего количества. Исходя из его формы и химического состава, считается, что он старше тонкого диска, возраст которого оценивается в 8,8 миллиарда лет, однако насколько, ранее было неизвестно.
Чтобы ответить на этот вопрос, астрономы прибегли к методу, известному как астеросейсмология. Он позволяет изучать внутреннюю структуру звезд путем исследования их колебаний от «звездотрясений».
«Звездотрясения генерируют звуковые волны внутри светил, которые заставляют их звонить или вибрировать. Полученные частоты говорят нам о внутренних свойствах звезд, включая их возраст. Это немного похоже на идентификацию скрипки Страдивари по звуку, который она издает», – добавил Деннис Стелло, соавтор исследования из Университета Нового Южного Уэльса (Австралия).
Очевидно, что астрономы не могут слышать звук, производимый звездотрясениями, но они могут видеть, как движение в недрах далеких светил отражается на их яркости. Но эти изменения настолько крошечные, что фиксировать их могут только крайне точные инструменты. К счастью, телескоп «Kepler» отлично подходил для этой задачи и успешно с ней справлялся. Он был настолько чувствителен, что мог бы зафиксировать пролет мошки перед фарой автомобиля.
Однако данные, предоставленные «Kepler» в течение первых четырех лет его работы, заставили теоретиков поломать голову. Дело в том, что в толстом диске оказалось значительно больше молодых звезд, чем предсказывали модели. Вопрос, стоящий перед учеными, был очевиден: ошибка в моделях или проблема в ограниченном наборе данных?
В 2013 году «Kepler» вышел из строя, и NASA перепрограммировало его так, чтобы он продолжил работу на уменьшенной мощности, наблюдая за яркими звездами в плоскости эклиптики. Так в 2014 году началась миссия K2.
Первый набор данных этого этапа стал богатым источником информации и толчком к продолжению исследования звезд в толстом диске Млечного Пути. Он показал, что химический состав светил, учитываемый в модели, был неверным, а это, в свою очередь, сильно влияло на оценку их возраста. Уточнив расчеты, исследователи выяснили, что наблюдаемые астеросейсмические данные находятся в «превосходном согласии» с предсказаниями теоретиков и указывают на возраст толстого диска в 10 миллиардов лет.
«Данные миссии K2, которые нам еще предстоит проанализировать, в сочетании с информацией, собранной с помощью телескопа «Transiting Exoplanet Survey Satellite», позволят нам провести точную оценку возраста еще большего числа звезд в толстом диске и, в итоге, раскрыть историю становления Млечного Пути», – заключил Деннис Стелло.