Новый каталог образцов миллионов звезд может помочь расшифровать химическую историю Млечного Пути

Исследование, опубликованное 3 февраля в The Astrophysical Journal, представляет собой около одной сотой процента от примерно 240 миллиардов звезд в Млечном Пути.

Это знаменует собой важную веху для Тимоти Бирса, профессора физики Грейс-Рупли в Нотр-Даме, который провел большую часть своей карьеры, планируя и выполняя все более масштабные обзоры звезд, чтобы расшифровать формирование галактики и химическую эволюцию – область, называемая галактической археологией.

Исследователи использовали новый подход для измерения света от каждой звезды, чтобы сделать вывод об изобилии тяжелых металлов, таких как железо. Они также измеряли свои расстояния, движения и возраст.

«Элементарное изобилие отдельных звезд прослеживает химическое обогащение галактики Млечный Путь, с того момента, когда она впервые начала формировать звезды вскоре после Большого взрыва, до настоящего времени», — сказал Бирс.

«Объединение этой информации со звездными расстояниями и движениями позволяет нам ограничить происхождение различных компонентов в галактике, таких как гало и дисковые популяции», — продолжил он. «Добавление возрастных оценок ставит «часы» на процесс, так что можно нарисовать гораздо более полную картину всего процесса».

Предыдущая спектроскопическая работа Бирса и его сотрудников предоставила информацию для десятков тысяч звезд, которые были использованы для калибровки нового подхода, основанного на точных фотометрических измерениях. В недавнем исследовании использовались большие фотометрические образцы, полученные с помощью австралийского SkyMapper Southern Survey и европейской спутниковой миссии Gaia для калибровки оценок металличности.

До недавнего времени единственным средством получения точных оценок содержания тяжелых металлов, таких как железо, для большого числа звезд было взятие спектров с низким и средним разрешением, которые можно было проанализировать для извлечения этой информации. Процесс был долгим и кропотливым.

Краткое изложение астрофизических параметров, представленных в этой работе, которые в сочетании ограничивают сборку и химическую эволюцию Млечного Пути.

Пиво больше всего интересуют звезды с самой низкой металличностью — очень бедные металлами звезды с содержанием железа менее 1% от солнечного — потому что они родились в начале истории Вселенной и, следовательно, раскрывают происхождение элементов в периодической таблице. В начале 1980-х годов, когда Бирс начал свою работу, исследователи знали только о 20 очень бедных металлами звездах. Этот новый каталог доводит общее количество того, что Бирс называет «окаменелостями ночного неба», до более чем 500 000.

Ожидается, что новый каталог, содержащий более 19 миллионов карликовых и пять миллионов гигантских звезд, расширит знания о том, как млечный Путь был сформирован различными способами, сказал Бирс.

К ним относятся характеристика структуры галактических тонких / толстых дисков – структурных компонентов спиральных галактик – а также популяция звезд и шаровых скоплений, которые окружают большинство дисковых галактик, называемых звездным гало. Каталог звезд также поможет исследователям определить следы звезд, оставшихся от разрушенных карликовых галактик и шаровых скоплений.