ევროპის კოსმოსური სააგენტოს (ESA) მისია „გაიას“ მონაცემების გამოყენებით, ასტრონომებმა აჩვენეს, რომ ირმის ნახტომის ერთმა ნაწილმა, რომელსაც „სქელ დისკოს“ უწოდებენ, ჩამოყალიბება 13 მილიონი წლის წინ დაიწყო, დაახლოებით ორი მილიარდი წლით უფრო ადრე, ვიდრე აქამდე მიიჩნეოდა, ანუ დიდი აფეთქებიდან სულ რაღაც 800 მილიონი წლის შემდეგ.
გერმანიის მაქს პლანკის ასტრონომიის ინსტიტუტის მკვლევრებმა გაიას მონაცემებიდან სიკაშკაშისა და პოზიციების მონაცემები აიღეს და შეაჯერეს ვარსკვლავთა ქიმიურ შემადგენლობებს, რაც ჩინეთის ტელესკოპმა LAMOST-მა გაზომა დაახლოებით 250 000 ვარსკვლავში. ქიმიური შემადგენლობის საფუძველზე შესაძლებელია ვარსკვლავის ასაკის დადგენაც.
მკვლევრებმა ქვეგიგანტი ვარსკვლავების შესწავლა არჩიეს. ამ ვარსკვლავების ბირთვში, ენერგიის წარმოქმნა შეჩერებულია და გადანაცვლებულია ბირთვის გარშემო არსებულ გარსში. თავად ვარსკვლავი წითელი გიგანტის ფაზაში გადასვლის პროცესშია. ვინაიდან ქვეგიგანტის ფაზა შედარებით ხანმოკლეა ვარსკვლავის სიცოცხლის ციკლში, იძლევა ვარსკვლავის ასაკის დიდი სიზუსტით განსაზღვრის საშუალებას, მაგრამ გაანგარიშება მაინც საკმაოდ რთულია.
რა ასაკის არიან ვარსკვლავები?
ვარსკვლავის ასაკი ერთ-ერთი ყველაზე რთულად დასადგენი პარამეტრია. მისი პირდაპირ გაზომვა შეუძლებელია და ეს ხდება ვარსკვლავის მახასიათებლებისა და ვარსკვლავური ევოლუციის კომპიუტერულ მოდელებთან შედარების გზით. შემადგენლობის შესახებ მონაცემები კი ასაკის დადგენაში გვეხმარება. სამყარო თითქმის ექსკლუზიურად წყალბადის და ჰელიუმის სახით დაიბადა. სხვა ქიმიური ელემენტები, რომლებსაც კოლექტიურად ლითონებს უწოდებენ, ვარსკვლავებში წარმოიქმნა, ვარსკვლავის სიცოცხლის დასასრულს კი აფეთქებისას კვლავ კოსმოსში გაიფრქვა, სადაც ისინი უკვე შემდეგი თაობის ვარსკვლავთა წარმოქმნაში ერთვებიან. შესაბამისად, ხანდაზმულ ვარსკვლავებს უფრო ცოტა ლითონები აქვთ, ანუ დაბალია მათი მეტალიანობა.
LAMOST-ის მონაცემებში არის მეტალიანობაც. სიკაშკაშე და მეტალიანობა ასტრონომებს კომპიუტერული მოდელების საშუალებით ვარსკვლავის ასაკის დადგენის საშუალებას აძლევს. გაიას მისიამდე, ასტრონომებს მუხლჩაუხრელი შრომა უწევდათ და არასარწმუნოობის მაჩვენებელი მაინც 20-40 პროცენტი იყო. შედეგად, ასაკის მაჩვენებლებში შეცდომა ხშირად მილიარდ წელს ან მეტს უდრიდა.
გაიას მონაცემთა მესამე კრებულმა ეს ყველაფერი შეცვალა. გაიას სიკაშკაშის მონაცემებით შესაძლებელია განისაზღროს ქვეგიგანტ ვარსკვლავთა ასაკი შეცდომის სულ რამდენიმეპროცენტანი ალბათობით. მთელ გალაქტიკაში მიმოფანტული თითქმის მეოთხედი მილიონი ქვეგიგანტი ვარსკვლავის ასაკთა ზუსტი მაჩვენებლებით შეიარაღებულმა მეცნიერებმა ანალიზები დაიწყეს. კვლევას გერმანიის მაქს პლანკის ასტრონომიის ინსტიტუტის ასტრონომები, მოაშენგ სიანგი და ჰანს-ვალტერ რიქსი ატარებდნენ.
ირმის ნახტომის ანატომია
ჩვენი გალაქტიკა სხვადასხვა კომპონენტებისგან შედგება. ფართო გაგებით, შეიძლება დაიყოს ჰალოდ და დისკოდ. ჰალო არის დისკოს გარშემო არსებული სფერული რეგიონი და ტრადიციულად, მიჩნეულია გალაქტიკის უძველეს კომპონენტად. დისკო ორი ნაწილისგან შედგება: თხელი დისკო და სქელი დისკო. თხელი დისკო შეიცავს იმ ვარსკვლავთა უმეტესობას, რომლებსაც ღამის ცაზე თეთრი ზოლის სახით ვხედავთ და ირმის ნახტომს ვუწოდებთ. სქელი დისკო თხელზე თითქმის ორჯერ მძიმეა, მაგრამ რადიუსით უფრო პატარა, შეიცავს მზის სამეზობლოში ირმის ნახტომის ვარსკვლავთა მხოლოდ რამდენიმე პროცენტს.
თუმცა, ერთმანეთისგან ასე განსხვავებულ რეგიონებში ქვეგიგანტ ვარსკვლავთა გამოვლენით, მეცნიერებმა ირმის ნახტომის ფორმაციის თაიმლაინის შექმნა შეძლეს, რასაც დიდი სიურპრიზი მოჰყვა.
ირმის ნახტომის ორი ფაზა
ვარსკვლავთა ასაკებმა მკაფიოდ ცხადყო, რომ ირმის ნახტომმა ჩამოყალიბების ორი განსხვავებული ფაზა გაიარა. პირველ ფაზაში, რომელიც დიდი აფეთქებიდან 800 მილიონი წლის შემდეგ დაიწყო, ვარსკვლავთა წარმოქმნა სქელ დისკოში დაიწყო. ამ ეტაპზე შეიძლება დაიწყო ჰალოს შიდა ნაწილის წარმოქმნაც, მაგრამ ამ პროცესის დასასრული სწრაფად დაჩქარდა დაახლოებით ორი მილიარდი წლის შემდეგ, როცა ჯუჯა გალაქტიკა, სახელად გაია-სოსისი-ენცელადი ირმის ნახტომს შეეჯახა და შეერწყა. მან ჰალო ვარსკვლავებით აავსო და როგორც ახალი კვლევა მკაფიოდ ცხადყოფს, განაპირობა ახლად წარმოქმნილ სქელ დისკოში ვარსკვლავთა უმეტესობის დაბადება. შემდეგ, გალაქტიკის ფორმაციის მეორე ფაზაში, შემდგომი მოვლენებისას წარმოიქმნა ვარსკვლავთა თხელი დისკო, რომელშიც ჩვენი მზეც შედის.
ანალიზები ასევე აჩვენებს, რომ გაია-სოსისი-ენცელადის შეჯახებით გამოწვეული ვარსკვლავთა დაბადების ტალღის შემდეგ, ვარსკვლავთა წარმოქმნა იქამდე გაგრძელდა, ვიდრე გაზი საკმარისი იყო, დიდი აფეთქებიდან დაახლოებით 6 მილიარდი წლის შემდეგ პერიოდამდე. ამ პერიოდში, დისკოს მეტალიანობა დაახლოებით ათჯერ გაიზარდა. მაგრამ აღსანიშნავია, რომ მკვლევრებმა იხილეს ძალიან მჭიდრო ვარსკვლავური ასაკი — მეტალიანობის კავშირი, რაც იმაზე მიუთითებს, რომ ამ პერიოდის განმავლობაში, ვარსკვლავთა წარმომქმნელი გაზი კარგად იყო შერეული მთელ დისკოსთან. ეს კი იმაზე მიუთითებს, რომ ადრეული ირმის ნახტომის დისკოს რეგიონები ძლიერ ტურბულენტური გაზისგან უნდა წარმოქმნილიყო, რომელიც ლითონებს შორს და ვრცლად აფრქვევდა.
თაიმლაინი გაიასგან
სქელი დისკოს წარმოქმნის ადრეული ასაკი ჩვენი გალაქტიკის ადრეული ისტორიის განსხვავებულ სურათს ხატავს.
„მას შემდეგ, რაც 2018 წელს აღმოვაჩინეთ შერწყმა გაია-სოსისი-ენცელადის ჯუჯა გალაქტიკასთან, ასტრონომები ეჭვობდნენ, რომ ჰალოს წარმოქმნამდე ირმის ნახტომი უკვე არსებობდა, მაგრამ არ გვქონდა მკაფიო სურათი, თუ როგორ გამოიყურებოდა მაშინ ჩვენი გალაქტიკა. ჩვენი კვლევის შედეგები ირმის ნახტომის ამ ნაწილის შესახებ დახვეწილ დეტალებს გვთავაზობს, მაგალითად, მის დაბადების დღეს, ვარსკვლავთწარმოქმნის მაჩვენებელს და ლითონებით გამდიდრების ისტორიაში. გაიას წყალობით გაკეთებული ეს აღმოჩენები რევოლუციას ახდენს ჩვენს წარმოდგენაში იმის შესახებ, თუ როდის და როგორ წარმოიქმნა ჩვენი გალაქტიკა“, — ამბობს მაოშენგი.
და ალბათ, ჯერ ვერ ვხედავთ სამყაროს ისეთ შორეულ ნაწილებს, რომ სადმე გალაქტიკური დისკოს წარმოქმნის ასეთივე დეტალები გვეხილა. ანუ ურთულესია 13 მილიარდი სინათლის წინ წამოსული და ჩვენამდე დღეს მოსული სინათლის დაფიქსირება.
ასეთი დაკვირვებები კი შეიძლება უახლოეს მომავალში შევძლოთ, როდესაც ამ ზაფხულს დასრულდება ახლად გაშვებული ჯეიმს ვების კოსმოსური ტელესკოპის ოპტიმიზაცია-გასწორება და დავინახავთ ირმის ნახტომის მსგავს ყველაზე ადრეულ გალაქტიკებს სამყაროში. ამასობაში კი, 2022 წლის 13 ივნისს, ხომალდი გაია მონაცემთა ახალ კრებულს გამოგზავნის. ამ კატალოგში შესული იქნება სპექტრი და ინფორმაცია ასაკისა და მეტალიანობის შესახებ, რაც ასეთ კვლევებს კიდევ უფრო გაამარტივებს.
კვლევა ჟურნალ Nature-ში გამოქვეყნდა.
მომზადებულია esa.int-ის მიხედვით.
