Bildkredit: ESO
Hemmet är den plats vi känner bäst. Men inte så i Vintergatan - galaxen som vi lever i. Vår kunskap om våra närmaste stjärngrannar har länge varit allvarligt ofullständig och - värre - skev av fördomar angående deras beteende. Stjärnor valdes generellt ut för observation eftersom de ansågs vara "intressanta" i någon mening, inte för att de var typiska. Detta har resulterat i en partisk syn på utvecklingen av vår Galaxy.
Mjölkvägen började strax efter Big Bang som en eller flera diffusa flaskor av gas av nästan rent väte och helium. Med tiden samlades den i den platta spiralgalaxen som vi bor idag. Under tiden bildades generation efter generation stjärnor, inklusive vår sol för cirka 4 700 miljoner år sedan.
Men hur hände allt detta egentligen? Var det en snabb process? Var det våldsamt eller lugnt? När bildades alla tyngre element? Hur förändrade Vintergatan sin sammansättning och form med tiden? Svar på dessa och många andra frågor är "heta" ämnen för astronomerna som studerar födelsen och utvecklingen av Vintergatan och andra galaxer.
Nu ger de rika resultaten från en 15-årig maratonundersökning av en dansk-schweizisk-svensk forskningsteam [2] några av svaren.
1 001 nätter vid teleskop
Teamet tillbringade mer än 1 000 observationsnätter över 15 år vid det danska 1,5 m-teleskopet från European Southern Observatory i La Silla (Chile) och vid det schweiziska 1 m-teleskopet av Observatoire de Haute-Provence (Frankrike). Ytterligare observationer gjordes vid Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics i USA. Totalt observerades mer än 14 000 solliknande stjärnor (så kallade F- och G-stjärnor) i genomsnitt fyra gånger vardera - totalt inte mindre än 63 000 enskilda spektroskopiska observationer!
Denna nu fullständiga folkräkning av grannstjärnor ger avstånd, åldrar, kemisk analys, rymdhastigheter och banor i den allmänna rotationen av Vintergatan. Den identifierar också de stjärnor (cirka 1/3 av dem alla) som astronomerna visade sig vara dubbla eller multipla.
Denna mycket kompletta datauppsättning för stjärnorna i solområdet kommer att ge mat för tankar av astronomer under många år framöver.
En dröm som går i uppfyllelse
Dessa observationer ger de länge sökta saknade pusselbitarna för att få en tydlig överblick över solområdet. De markerar effektivt slutet på ett projekt som startades för mer än tjugo år sedan ..
I själva verket markerar detta arbete uppfyllandet av en gammal dröm av den danska astronomen Bengt Str? Mgren (1908-1987), som pionjärer i studien av Vintergatan historia genom systematiska studier av dess stjärnor. Redan på 1950-talet designade han ett speciellt system för färgmätningar för att bestämma den kemiska sammansättningen och åldrarna hos många stjärnor mycket effektivt. Och de danska 50 cm och 1,5 m-teleskopen vid ESO La Silla Observatory (Chile) konstruerades för att möjliggöra sådana projekt.
En annan dansk astronom, Erik Heyn Olsen, tog första steget på 1980-talet genom att mäta flödet (ljusintensiteten) i flera vågband (i ”Str? Mgren fotometriskt system”) på 30 000 A-, F- och G-stjärnor över hela himlen till en fast ljusgräns. Därefter bestämde ESA: s Hipparcos-satellit exakta avstånd och hastigheter i himmelplanet för dessa och många andra stjärnor.
Den saknade länken var rörelserna längs siktlinjen (de så kallade radiella hastigheterna). De mättes sedan av det nuvarande teamet från Doppler-förskjutningen av stjärnorna i spektrala linjer (samma teknik som används för att upptäcka planeter runt andra stjärnor) med det specialiserade CORAVEL-instrumentet.
Stjärniga banor i Vintergatan
Med hastighetsinformationen klar kan astronomerna nu beräkna hur stjärnorna har vandrat runt i galaxen tidigare och vart de kommer att gå i framtiden, jfr. PR-videoklipp 04/04.
Birgitta Nordström, teamledare, förklarar: ”För första gången har vi en komplett uppsättning observerade stjärnor som är en rättvis representation av den stellarpopulationen på mjölkvägskivan i allmänhet. Den är tillräckligt stor för en korrekt statistisk analys och har också fullständig hastighet och binär stjärnainformation. Vi har precis börjat analysen av detta datasystem själv, men vi vet att våra kollegor över hela världen kommer att rusa för att delta i tolkningen av denna skattkälla med information. ”
Teamets första analys indikerar att föremål som molekylära moln, spiralarmar, svarta hål eller kanske en central bar i galaxen har väckt rörelserna från stjärnorna genom hela Vintergatan-skivans historia.
Detta avslöjar i sin tur att utvecklingen av Vintergatan var mycket mer komplex och kaotisk än traditionella, förenklade modeller har länge hittills antagit. Supernova-explosioner, galaxkollisioner och infall av enorma gasmoln har gjort Vintergatan till en mycket livlig plats!
Ursprungskälla: ESO News Release
