Наша галактика оказалась удивительно однородной

Американские астрофизики попытались найти разницу в возрасте между разными частями Млечного Пути, изучив их химическое содержимое, и не смогли этого сделать, так как Галактика оказалась удивительно однородной и "безвозрастной", говорится в статье, опубликованной в Astrophysical Journal. 

"Крупные звезды являются фабриками по производству тяжелых элементов, в том числе и кремния. Первые звезды Вселенной производили только кремний-28, изотоп с 14 протонами и 14 нейтронами. Через миллиарды лет, новые поколения звезд могли производить более тяжелые кремний-29 и кремний-30. Когда эти звезды превратились в сверхновые, их тяжелые изотопы распространились по межзвездной среде, слегка поменяв облик Галактики",  — рассказывает Эд Янг (Ed Young) из университета Калифорнии в Лос-Анджелесе (США).

Как объясняют ученые, первые звезды Вселенной были совершенно не похожи на современные светила, так как их недра не содержали в себе астрономических "металлов" – элементов тяжелее водорода и гелия. Из-за этого размеры таких светил были практически ничем не ограничены, из-за чего их масса могла превышать солнечную в 300-400 раз и даже больше.

Век таких звезд был крайне недолог, и они выгорали за десятки и сотни миллионов лет, заканчивая свою жизнь в виде парно-нестабильной сверхновой – мощнейшего термоядерного взрыва, в организации которого была задействована вся материя гигантского светила. Останки этих сверхновых засеивали галактики "металлами", что позволило начать формироваться нормальным звездам. Они продолжили дело своих "предков", формируя еще более тяжелые изотопы и рассеивая их в ходе вспышек "обычных" сверхновых.

Как рассказывает Янг, астрономы давно считали, что различия в "плотности населения" и в возрасте звезд в центре и на окраинах нашей Галактики должны сказываться на том, как много подобных "металлов" содержит материя в разных частях Млечного Пути. В принципе, подтверждения этому есть внутри так называемых шаровых скоплений звезд – тесных и очень древних "семей" светил на периферии Галактики. В центре этих скоплений содержится больше тяжелых изотопов углерода и кислорода, чем на их окраинах.

Янг и его коллеги проверили, так ли это для всего Млечного Пути в целом, используя радиотелескоп GBT в Грин-Бэнкс для составления карты распределения различных изотопов кремния в центральных регионах Галактики и в ее периферийных регионах, удаленных от центра на примерно 30 тысяч световых лет.

К большому удивлению ученых, им не удалось зафиксировать фактически никаких различий в том, как были распределены тяжелые изотопы кремния по Галактике – их содержалось примерно столько же и в центре Млечного Пути, где существуют крупные и активные звезды, что и на его окраинах, где процессы звездообразования не такие интенсивные. Как отмечают ученые, они ожидали увидеть девятикратный разброс в значениях между центром и окраинами, но они отличались всего на 10-20%.

Это означает, как объясняют астрофизики, что материя Млечного Пути необычно хорошо "перемешивается", и все возможные различия в среднем возрасте звезд и "плотности" их населения очень быстро исчезают благодаря тому, что газ в межзвездной среде постоянно движется.

Что именно выступает двигателем подобной "космической мешалки", ученые пока не знают. Им могут выступать сверхновые, чьи ударные волны могут заставлять газ активнее двигаться или чьи выбросы могут содержать в себе "чистый" кремний-28, уравновешивающий избыток тяжелых изотопов в центре Галактики. Кроме того, потоки газа из межгалактической среды, падающие на Млечный Путь, могут равномерно "размешивать" его материю и стирать различия в долях изотопов в центре и на периферии. Понимание того, что именно "перемешало" Галактику, важно в контексте изучения ее эволюции и шансов зарождения жизни в ней.