När du rör om grädde i ditt kaffe eller te, förblir virvelet detsamma eller förändras det när det snurrar i din kopp? När galaxer formas och virvlar kan rörelser och virvlar faktiskt få stjärnor att röra sig inom galaxen. En långvarig vetenskaplig övertygelse hävdar att stjärnor tenderar att hänga i samma allmänna del av en galax där de ursprungligen bildades. Men vissa astrofysiker har nyligen ifrågasatt om det är sant, och nu visar nya simuleringar att åtminstone i galaxer som liknar vår egen Vintergatan kan stjärnor som solen vandra stora avstånd. Om detta är sant, kan det förändra hela uppfattningen att det finns delar av galaxer - så kallade bebyggda zoner - som är mer gynnsamma för att stödja livet än andra områden.
"Vår syn på omfattningen av den bebodda zonen bygger delvis på idén att vissa kemiska element som är nödvändiga för livet finns tillgängliga i vissa delar av en galaxskiva men inte i andra," sade Rok RoÅkar, en doktorand i astronomi på University of Washington. "Om stjärnor migrerar, kan den zonen inte vara en stationär plats."
RoÅ¡kar är huvudförfattare till ett papper som beskriver resultaten från simuleringarna, publicerade i september 10-upplagan av Astrophysical Journal Letters. Om idén om bebodd zon inte håller upp skulle det förändra forskarnas förståelse för var och hur livet kan utvecklas i en galax, sade han.
Genom att använda mer än 100 000 timmars datortid på ett UW-datorkluster och en superdator vid University of Texas, körde forskarna simuleringar av bildandet och utvecklingen av en galaxskiva från material som hade virvlat samman 4 miljarder år efter big bang. Se en simuleringsvideo.
Simuleringarna börjar med förhållanden för ungefär 9 miljarder år sedan, efter att materialet för vår galaxskiva i stort sett hade samlats men själva skivbildningen ännu inte hade börjat. Forskarna ställer in grundläggande parametrar för att härma mjölkvägen till den punkten, men låt sedan den simulerade galaxen utvecklas på egen hand.
Om en stjärna, under sin bana runt galaxens centrum, avlyssnas av en spiralarm i galaxen, antog forskare tidigare att stjärnans omloppsbana skulle bli mer oberäknelig på samma sätt som bilens hjul kan bli slingrande efter att den träffade en håravstånd .
I de nya simuleringarna kan emellertid banorna hos vissa stjärnor bli större eller mindre men ändå förbli mycket cirkulära efter att ha träffat den massiva spiralvågen. Vår sol har en nästan cirkulär bana, så fynden innebär att när den bildades för 4,59 miljarder år sedan (cirka 50 miljoner år före jorden), kunde den ha varit antingen närmare eller längre från galaxens centrum, snarare än halvvägs mot ytterkanten där den är nu.
Migrerande stjärnor hjälper också till att förklara ett långvarigt problem i den kemiska blandningen av stjärnor i närheten av vårt solsystem, som länge har varit känt för att vara mer blandat och utspädd än vad man kunde förvänta sig om stjärnor tillbringade hela livet där de föddes. Genom att ta med stjärnor från mycket olika startplatser har solens grannskap blivit en mer mångsidig och intressant plats, säger forskarna.
Resultaten är baserade på några simuleringar, men forskarna planerar att köra en rad simuleringar med olika fysiska egenskaper för att generera olika typer av galaktiska skivor och sedan bestämma om stjärnor visar liknande förmåga att migrera stora avstånd inom olika typer av diskgalaxier.
Källa: University of Washington
