Nyt studie fra SAC: Skælv fra gammel stjerne afslører galaktisk sammenstød
Et nyt studie af stjerneskælvet fra en gammel stjerne afslører, at Mælkevejen stødte sammen med en dværggalakse for omkring 11 milliarder år siden. Bag studiet, der netop er udkommet i det videnskabelige tidsskrift Nature Astronomy, står et stort internationalt forskerhold, med deltagelse af forskere fra grundforskningscenteret Stellar Astrophysics Centre (SAC) ved Aarhus Universitet.
I en nyudgivet artikel i Nature Astronomy beskriver et forskerhold, hvordan studier af et stjerneskælv fra en cirka 11 milliarder år gammel stjerne, kaldet ν Indi, afslører et galaktisk sammenstød mellem Mælkevejen og en forbipasserende dværggalakse, kaldet Gaia-Enceladus, som har fundet sted indenfor den gamle stjernes levetid. Forskerholdet bag opdagelsen tæller talrige forskere fra grundforskningscenteret Stellar Astrophysics Centre (SAC) ved Aarhus Universitet, og resultaterne er baseret på observationer fra NASA’s rumteleskop TESS samt data opfanget af teleskoper ved European Southern Observatory (ESO) i Chile.
“Vi har været heldige med ν Indi. Den er tæt på, og dermed lysstærk nok til, at vi både kan studere stjernesvingningerne på dens overflade med TESS, og få gode spektrografiske data fra teleskoper på ESO’s La Sillaobservatorium i Chile. Desuden har vi meget præcise bestemmelser af stjernens bevægelse fra ESA’s (European Space Agency) satellit Gaia. Til sammen viser observationerne klart, at ν Indi er dannet i vores egen Mælkevej for 11,5 milliarder år siden, men at sammenstødet med Gaia-Enceladus-galaksen har flyttet stjernen væk fra dens oprindelige bane,” forklarer Ph.d.-studerende fra SAC Amalie Stokholm, der også er en del af forskerholdet bag artiklen.
Siden dannelsen har Mælkevejen løbende opslugt mindre galakser. Når dette sker, bevæger stjernerne fra de opslugte galakser sig i andre baner inde i Mælkevejen, end de “indfødte” stjerner, og de nytilkomne stjerner har som oftest også en anderledes grundstofsammensætning. v Indi er oprindeligt iblandt Mælkevejens indfødte stjerner, men ved sammenstødet med dværggalaksen, er v Indi så at sige blevet skubbet ud fra sin oprindelige position i Mælkevejen og hen i en anden bane, hvor den skiller sig markant ud. Det er denne anden bane sammenholdt med de nye beregninger af stjernens høje alder, som gør det muligt at bestemme, at Gaia-Enceladus og Mælkevejen må være stødt sammen for højest 11,5 milliarder år siden.
“Vi kan se, at Mælkevejen består af flere elementer, som har forskellige aldre og forskellige sammensætninger af stjerner. Ligesom arkæologer, er vi nu i gang med at grave os ned i disse lag, for at lære mere om, hvordan vores galakse er opstået, og hvordan den har udviklet sig. Sammenstød med større eller mindre galakser i Mælkevejens tidlige historie har haft en stor betydning for udviklingen, og vi prøver at skelne de forskellige hændelser ad i både tid og rum,” fortæller Victor Silva Aguirre, der er lektor på SAC, og en af medforfatterne bag studiet.
Dobbelt så gammel som Solen
ν Indi er observeret med NASAs planetjæger TESS, som især bruges til at jagte exoplaneter omkring universets klareste stjerner. Ud fra de indsamlede data kan forskerne ved hjælp af såkaldt asteroseismologi studere de svingninger, eller skælv, som foregår i stjernens lys og derigennem fastslå en række af stjernens grundlæggende egenskaber, herunder dens alder på cirka 11 milliarder år. Dette svarer til omtrent dobbelt så meget som Solens alder. Udover ν Indi’s høje alder, kunne forskerne fastslå, at stjernen er en af Mælkevejens mere metalfattige stjerner, og at dens grundstofsammensætning tyder på, at den er dannet i Mælkevejens yderområder, også kaldet glorie eller halo. Al den information sammenholdt med, at stjernen nu befinder sig et “forkert” sted i Mælkevejen, betød, at forskerne kunne konkludere, at noget på et tidspunkt må have forstyrret v Indi, og at dette må være sket efter stjernens dannelse.
“Selvom vi kender aldrene for en del af de stjerner, som oprindeligt er dannet i dværggalaksen, hjælper det os ikke til at bestemme, hvornår selve sammenstødet tidligst er sket. Her kan vi bruge ν Indi,” uddyber Ph.d.-studerende og medforfatter Jakob Rørsted Mosumgaard fra SAC. Han tilføjer:
“Kort tid efter galaksesammenstødet dannedes der en mængde nye stjerner ud fra de gasskyer, som fandtes i de to galakser. Disse nye stjerner har efterhånden samlet sig i det, vi kalder Mælkevejens tynde skive, og ved at bestemme aldre for disse stjerner, kan vi så bestemme, hvornår sammenstødet senest er sket – vi arbejder på sagen!”
Du kan læse den videnskabelige artikel i Nature Astronomy her