Vintergatan är en skivgalax med en rak stång i mitten som förbinder spiralerna. Den inre delen av stången har en jordnötsformad utbuktning, där stången är tjockare, sticker ut ovanför och under mittplanet av Vintergatans galax, och en kärnutbuktning, som är skivliknande och belägen i den centrala delen av Vintergatan. Vissa galaxer med bommar, men inte alla, uppvisar liknande utbuktningar av två typer.
Tidigare studier antydde att den boxiga/jordnöts-/x-formade utbuktningen antingen kan utvecklas genom stångbuckling eller vertikal inre Lindblad resonans (vILR) uppvärmning utan buckling. I en ny studie simulerade ett team ledd av Junichi Baba vid National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) ett möjligt scenario för en Vintergatan-liknande galax.
De genomförde en simulering på världens kraftfullaste superdator som heter 'ATERUI II' kl NAOJ. Simuleringen är den mest kompletta och exakta hittills, som inkluderar stjärnorna i galaxen, interstellär gas, födelsen av nya stjärnor från gasen och stjärnors död som supernovor.
Bildandet av en stång tillåter flödet av gas in i galaxens centrum, där det sätter igång födelsen av nya stjärnor. Därför kan det vara rimligt att anta att galaxens kärnkraftsutbuktning är gjord av nybildade stjärnor.
Men eftersom stången är så bra på att driva gas mot centrum tyder simuleringar på att det knappt finns några nya stjärnor i stången utanför kärnkraftsbulan. Detta bevisar att en jordnötsformad utbuktning i stången inte bildas på grund av att gasen suger. Teamet upptäckte att vissa stjärnor kunde drivas in i banor som bär dem över och under mittplanet genom gravitationsinteraktioner.
Simuleringens förmåga att skapa ett testbart scenario är dess mest fascinerande egenskap. Alla stjärnor i den jordnötsformade bulan måste ha bildats före stången eftersom den inte tar upp några nya stjärnor. Baren leder också gasen in i centrum, där den bildar många unga stjärnor. Kärnkraftsbulans stjärnor kommer att ha fött nästan uteslutande efter att stången utvecklats. Detta innebär att det kommer att finnas en distinkt åldersskillnad mellan stjärnorna i kärnbulan och stjärnorna i den jordnötsformade bulan. Tidpunkten för denna paus är när stapeln visas först.
Data från Europeiska rymdorganisationens Gaia-sond och Japans framtida JASMINE-satellit kommer att göra det möjligt för oss att bestämma stjärnornas rörelser och åldrar och testa detta scenario. Om astronomer kan upptäcka en skillnad mellan stjärnornas åldrar i jordnötsformade och kärnkraftsutbuktningar, kommer det inte bara att bevisa att överätande inte är skyldig till den jordnötsformade utbuktningen, det kommer att berätta för oss åldern på stången i Vintergatan galax.
Tidskriftsreferens:
- Junichi Baba et al., Åldersfördelning av stjärnor i boxiga/jordnöts-/X-formade utbuktningar som bildas utan att stången knäcks, Månatliga meddelanden från Royal Astronomical Society (2022). DOI: 10.1093/mnras/stac598
