Come molte altre galassie a spirale nell'Universo, la Via Lattea è costituita da due strutture simili a dischi: il disco sottile e il disco spesso. Il disco spesso, che avvolge il disco sottile, contiene circa il 20% delle stelle della Via Lattea e si pensa che sia il più antico della coppia in base alla composizione delle sue stelle (che hanno una maggiore metallicità) e alla sua natura più gonfia.
Tuttavia, in un recente studio, un team di 38 scienziati guidati da ricercatori australiani Centro di eccellenza ARC per tutta l'astrofisica del cielo in tre dimensioni (ASTRO-3D) ha utilizzato i dati dell'ormai in pensioneKepleromissione per misurare i terremoti nel disco della Via Lattea. Da ciò, hanno rivisto le stime ufficiali sull'età del disco spesso della Via Lattea, che concludono abbia circa 10 miliardi di anni.
Lo studio che descrive i loro risultati – intitolato “ L'indagine K2-HERMES: età e metallicità del disco spesso ” – recentemente apparso inAvvisi mensili della Royal Astronomical Society. Il team di ricerca è stato guidato dal Dr. Sanjib Sharma del Sydney Institute for Astronomy e del Centro di eccellenza ARC per All Sky Astrophysics in Three Dimensions (ASTRO-3D) e comprendeva membri di diverse università e istituti di ricerca.
Un'impressione artistica della Via Lattea, che mostra i dischi spessi e sottili. Credito: NASA/JPL Caltech/R.Hurt/SSC
Per determinare l'età del disco spesso, il dottor Sharma e il suo team hanno impiegato un metodo noto come asterosismologia. Consiste nel misurare le oscillazioni di una stella causate dai terremoti, in cui le croste delle stelle subiscono spostamenti improvvisi simili ai terremoti. Questo processo consente ai ricercatori di condurre 'archeologia galattica', dove sono in grado di guardare indietro nel tempo alla formazione della Via Lattea (oltre 13 miliardi di anni fa).
Come Dennis Stello, professore associato presso l'Università del New South Wales e coautore dello studio, spiegato , questo ha permesso loro di determinare le strutture interne di una stella:
“I terremoti generano onde sonore all'interno delle stelle che le fanno risuonare o vibrare. Le frequenze prodotte ci dicono cose sulle proprietà interne delle stelle, inclusa la loro età. È un po' come identificare un violino come uno Stradivari ascoltando il suono che emette».
È importante notare che gli astronomi non sono in grado di rilevare i 'suoni' reali generati dalle stelle. Invece, i movimenti all'interno di una stella vengono misurati in base ai cambiamenti nella luminosità di una stella. In precedenza, gli astronomi avevano notato che le osservazioni condotte dalKeplerola missione non si accordava con i modelli della struttura della Via Lattea, che prevedevano che il disco spesso avrebbe posseduto più stelle di piccola massa.
Finora non era chiaro se questa discrepanza fosse dovuta a imprecisioni nei modelli galattici oa un problema nei criteri di selezione delle stelle. Utilizzo di nuovi dati dalK2missione, Sharma ei suoi colleghi hanno scoperto che era la prima. Fondamentalmente, i precedenti modelli galattici presumevano che il disco spesso fosse popolato da stelle di bassa massa e bassa metallicità.
Concezione artistica di un terremoto che rompe la superficie di una stella di neutroni. Credito: Darlene McElroy di LANL
Tuttavia, utilizzando ilK2dati della missione per condurre una nuova analisi spettroscopica, il dottor Sharma e il suo team hanno stabilito che la composizione chimica incorporata nei modelli esistenti non era corretta, portando a stime imprecise della loro età. Tenendo conto di ciò, il dottor Sharma e il suo team sono stati in grado di allineare i dati asterosismici con quanto previsto dai modelli galattici. Come Dr. Sharma spiegato :
'Questa scoperta chiarisce un mistero... I dati precedenti sulla distribuzione per età delle stelle nel disco non erano d'accordo con i modelli costruiti per descriverlo, ma nessuno sapeva dove si trovasse l'errore, nei dati o nei modelli. Ora siamo abbastanza sicuri di averlo trovato'.
Da quando è stato lanciato nel 2009, i dati raccolti dalKepleroLa missione ha suggerito che c'erano molte più stelle più giovani nel disco spesso di quanto previsto dai modelli. Mentre non è stato progettato principalmente per condurre l'astroarcheologia, la sua capacità di misurare i cambiamenti nella luminosità di una stella (apparentemente dovuti ai transiti planetari) è adatta per misurare i terremoti.
'Le stelle sono solo strumenti sferici pieni di gas, ma le loro vibrazioni sono minuscole, quindi dobbiamo guardare molto attentamente', ha detto Sharma. “Le squisite misurazioni della luminosità effettuate daKepleroerano l'ideale per quello. Il telescopio era così sensibile che sarebbe stato in grado di rilevare l'oscuramento dei fari di un'auto mentre una pulce lo attraversava».
Questi risultati mostrano che anche dopo che due delle sue ruote di reazione hanno fallito nel 2013,Kepleroera ancora in grado di condurre osservazioni preziose come parte della sua K2campagna . I risultati di questo studio sono anche una forte indicazione del potere analitico dell'asterosismologia e della sua capacità di stimare l'età delle stelle. Sono attese ulteriori rivelazioni poiché gli scienziati continuano a riversare i dati ottenuti dalla missione prima che cessasse le operazioni in Novembre 2018 .
L'analisi di questi dati sarà combinata con le nuove informazioni raccolte dalla NASA Satellite di indagine sugli esopianeti in transito (TESS) –Kepleroil suo successore spirituale, che ha preso lo spazio solo sette mesi primaKepleropensionato . Queste informazioni miglioreranno ulteriormente le stime dell'età per ancora più stelle all'interno del disco e aiuteranno gli astronomi a saperne di più sulla formazione e l'evoluzione della Via Lattea.
Ulteriori letture: EurekaAttenzione! , MNRAS