O protogalaxie din Calea Lactee ar putea fi nucleul original al galaxiei noastre

Calea Lactee și-a lăsat „biata inimă veche” în constelația Sagittarius și în jurul acesteia, anunță astronomii. Noi date de la nava spațială Gaia dezvăluie întreaga întindere a ceea ce pare a fi nucleul original al galaxiei – populația stelară antică în jurul căreia s-a dezvoltat restul Căii Lactee – care s-a format acum mai mult de 12,5 miliarde de ani.

„Oamenii au speculat de mult timp că o astfel de populație vastă [of old stars] ar trebui să existe în centrul Căii noastre Lactee, iar Gaia arată acum că există”, spune astronomul Hans-Walter Rix de la Institutul Max Planck pentru Astronomie din Heidelberg, Germania.

Inima veche a Căii Lactee este o protogalaxie rotundă care se întinde pe aproape 18.000 de ani-lumină și posedă aproximativ 100 de milioane de ori masa soarelui în stele, sau aproximativ 0,2% din masa stelară actuală a Căii Lactee, raportează Rix și colegii săi într-un studiu postat pe 7 septembrie la arXiv.org.

„Acest studiu ne ajută cu adevărat să ne consolidăm înțelegerea acestei etape foarte, foarte, foarte, foarte tinere din viața Căii Lactee”, spune Vasily Belokurov, un astronom de la Universitatea din Cambridge, care nu a fost implicat în lucrare. „Nu se știu cu adevărat prea multe despre această perioadă din viața Căii Lactee”, spune el. „Am mai văzut până acum frânturi din această populație”, dar noul studiu oferă „o vedere de ansamblu a întregii structuri”.

Majoritatea stelelor din regiunea centrală a Căii Lactee abundă în metale, deoarece stelele își au originea într-o metropolă aglomerată pe care generațiile stelare anterioare au îmbogățit-o cu aceste metale prin exploziile supernovelor. Dar Rix și colegii săi au vrut să găsească excepțiile de la regulă, stele atât de sărace în metale încât trebuie să se fi născut cu mult înainte ca restul locuitorilor stelare din galaxie să apară – ceea ce Rix numește „un exercițiu de tip ac în carul cu fân”.

Echipa sa a apelat la datele provenite de la nava spațială Gaia, care a fost lansată în 2013 într-o misiune de cartografiere a Căii Lactee (SN: 6/13/22). Astronomii au căutat aproximativ 2 milioane de stele într-o regiune largă din jurul centrului galaxiei, care se află în constelația Sagittarius, căutând stele cu un raport metal-hidrogen care să nu depășească 3 procente din cel al Soarelui.

Astronomii au examinat apoi modul în care aceste stele se deplasează prin spațiu, reținând doar pe cele care nu se îndepărtează în haloul vast de stele sărace în metal care înghite discul Căii Lactee. Rezultatul final: un eșantion de 18.000 de stele antice care reprezintă nucleul în jurul căruia a înflorit întreaga galaxie, spun cercetătorii. Ținând cont de stelele ascunse de praf, Rix estimează că protogalaxia este de 50 de milioane până la 200 de milioane de ori mai masivă decât soarele.

„Acesta este nucleul original”, spune Rix, și adăpostește cele mai vechi stele din Calea Lactee, despre care el spune că au probabil vârste care depășesc 12,5 miliarde de ani. Protogalaxia s-a format atunci când mai multe aglomerări mari de stele și gaz s-au conglomerat cu mult timp în urmă, înainte ca primul disc al Căii Lactee – așa-numitul disc gros – să apară (SN: 3/23/22).

Protogalaxia este compactă, ceea ce înseamnă că puține lucruri au perturbat-o de la formarea sa. Galaxii mai mici s-au prăbușit în Calea Lactee, mărindu-i masa, dar „nu am avut nicio fuziune ulterioară care să pătrundă adânc în miez și să îl zguduie, pentru că atunci miezul ar fi fost mai mare acum”, spune Rix.

Noile date despre protogalaxie surprind chiar și rotația inițială a Căii Lactee – tranziția sa de la un obiect care nu se rotea la unul care acum o face. Cele mai vechi stele din Calea Lactee abia dacă se rotesc în jurul centrului galaxiei, ci se scufundă în schimb înăuntru și în afara acestuia, în timp ce stelele puțin mai tinere arată din ce în ce mai multă mișcare în jurul centrului galactic. „Aceasta este Calea Lactee care încearcă să devină o galaxie cu discuri”, spune Belokurov, care a observat aceeași rotire în cadrul cercetării pe care el și un coleg au raportat-o în iulie.

În prezent, Calea Lactee este o galaxie gigantică care se rotește rapid – în fiecare oră, sistemul nostru solar parcurge cu viteză 900.000 de kilometri de spațiu în timp ce alergăm în jurul centrului galaxiei. Dar noul studiu arată că Calea Lactee a început ca o protogalaxie modestă ale cărei stele strălucesc și astăzi, stele pe care astronomii le pot acum examina pentru a găsi indicii suplimentare despre nașterea și evoluția timpurie a galaxiei.