Международная группа астрономов впервые установила точную границу звездообразующего диска Млечного Пути. Этот вопрос долгое время оставался нерешенным в галактической археологии, так как наша Галактика не имеет четкой границы, а постепенно затухает на окраинах. Используя новый метод, объединяющий анализ возрастов ярких звезд-гигантов и современные компьютерные модели эволюции галактик, ученые выяснили, что основная часть звездообразования происходит в пределах 40 тысяч световых лет от центра Галактики.
В ходе исследования была обнаружена характерная U-образная структура в распределении возрастов звезд. По словам ведущего автора, доктора Карла Фитени из Университета Инсубрии, галактики строятся изнутри наружу: звездообразование начинается с плотных центральных областей и распространяется на внешние. Этот процесс, известный как рост «изнутри наружу», может занимать миллиарды лет. В результате звезды тем моложе, чем дальше от центра, так как внешний диск — это место, где звездообразование началось недавно. Исследование подтвердило, что возраст звезд действительно уменьшается с удалением от центра, что соответствует модели роста изнутри наружу.
Однако на расстоянии примерно 35-40 тысяч световых лет от центра тренд меняется на противоположный: звезды становятся старше с увеличением расстояния. Это создает U-образную возрастную структуру. Сравнение с симуляциями показало, что минимум возраста соответствует резкому снижению эффективности звездообразования, подтверждая его как истинную границу звездообразующего диска.
Но почему за этой границей все еще существуют звезды? Ответ кроется в радиальной миграции. Звезды постепенно перемещаются наружу от места своего рождения, используя спиральные волны, проходящие через Галактику.
Миграция — это медленный и случайный процесс, поэтому звездам требуется много времени, чтобы достичь больших расстояний. Это объясняет, почему самые дальние звезды за возрастом минимума оказываются самыми старыми.
Ключевой вывод заключается в том, что эти звезды движутся по круговым орбитам, исключая возможность их выброса на большие расстояния из-за столкновения с другой галактикой. Их присутствие в внешнем диске — результат внутренней галактической динамики.
Для определения границы звездообразования команда исследователей проанализировала свыше 100 тысяч звезд-гигантов. В работе использовались данные спектроскопических обзоров LAMOST и APOGEE, а также точные измерения спутника Gaia. Учёные установили, что U-образный возрастной профиль чётко указывает на наличие определённой границы звездообразования в Млечном Пути. Однако причины, по которым основная часть звездообразования происходит именно на этом расстоянии от центра Галактики, пока остаются неясными.
Среди возможных факторов, влияющих на этот процесс, рассматриваются центральный бар Млечного Пути и внешний изгиб диска. Центральный бар может способствовать скоплению газа на определённом радиусе, а внешний изгиб диска может нарушать процесс звездообразования из-за своей искривлённой формы.
Ожидается, что обзоры следующего поколения, такие как 4MOST и WEAVE, предоставят более детализированные данные. Это позволит астрономам уточнить измерения и, возможно, выявить физические процессы, определяющие границы звездообразующего диска Млечного Пути.
Исследование также подчёркивает важность возраста звёзд как инструмента галактической археологии. Этот параметр, который ранее было сложно точно измерить, теперь позволяет астрономам изучать эволюцию Млечного Пути на протяжении миллиардов лет.
Работа опубликована в журнале Astronomy & Astrophysics.
