MNRAS: раскрыто происхождение "химического раздвоения" звезд в Млечном Пути

Новые компьютерные симуляции помогли астрономам из Института космических наук Университета Барселоны понять, почему звезды нашей Галактики делятся на две химически разные группы — явление, которое десятилетиями ставило исследователей в тупик. Работа опубликована в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS).

Речь идет о так называемой химической бимодальности: звезды поблизости от Солнца формируют две четкие последовательности в диаграмме содержания магния и железа (Mg/Fe), хотя по общему уровню металличности сильно пересекаются.

Почему Галактика "вырастила" две популяции звезд вместо одной, до сих пор оставалось загадкой.

Команда ученых попыталась найти ответ с помощью мощных космологических симуляций — проекта Auriga, воспроизводящего рождение и эволюцию галактик наподобие Млечного Пути в цифровой Вселенной. Проанализировав 30 виртуальных галактик, исследователи обнаружили, что два химических "ряда" могут появляться разными путями.

"Это исследование показывает, что химическое устройство Млечного Пути не является универсальным шаблоном, — отметил ведущий автор Мэттью Оркни. — Разные галактики могут прийти к похожему результату, пройдя совершенно разными путями. Это важный шаг к пониманию их эволюции".

По словам ученых, бимодальность может возникать как из-за чередования мощных вспышек звездообразования и периодов затишья, так и из-за изменений во внешнем газовом притоке. Ранее многие исследователи связывали вторую звездную последовательность с давним столкновением Млечного Пути с карликовой галактикой Gaia-Sausage-Enceladus. Однако симуляции показали: это вовсе не обязательное условие.

Ключевую роль играет металлобедный газ из гигантского газового "ореола" вокруг галактики. Его приток меняет химический состав межзвездной среды и запускает формирование новой популяции звезд.

Форма и наклон химических последовательностей, подчеркнули авторы, напрямую связаны с историей звездообразования конкретной галактики.

В ближайшие годы новые обсерватории позволят проверить прогнозы моделирования и найти подобные химические структуры в соседних галактиках.

"Мы ожидаем увидеть большое разнообразие таких химических последовательностей в других галактиках, — заключил соавтор работы Шервен Лапорт. — Эти данные помогут уточнить историю эволюции и нашего собственного Млечного Пути".