Млечният път далеч не винаги е изглеждал по начина, по който го познаваме днес. Преди приблизително 10,8 милиарда години нашата галактика преминава през ключов етап от своята еволюция, забавяйки темпото на своето сплескване.

До този извод стига международен екип от учени след подробен анализ на данни от космическия телескоп „Гая“. Изследването им е публикувано в Astrophysical Journal Letters.

Анатомията на галактическия диск

Звездният диск на Млечния път се състои от два основни слоя с коренно различни характеристики.

Тънък диск: Тук се намират спиралните ръкави, включително нашата Слънчева система. Този слой съдържа основния запас от междузвезден газ и прах, от които продължават да се раждат нови звезди наред със светила на средна възраст.

Дебел диск: По-разреден и съставен предимно от древни звезди с ниско съдържание на тежки елементи. В него процесите на звездообразуване са почти напълно затихнали, което го прави идеален прозорец към ранната история на галактиката.

Сред астрономите дълго време съществуваше спор как точно е възникнало това разделение.

Според едната хипотеза звездите първоначално са се раждали в тънък слой, след което гравитационни въздействия са ги „изхвърляли“ в по-широки орбити.

Другата теория гласи, че самият газов диск постепенно е изтънявал с времето. Карайки всяко следващо звездно поколение да възниква все по-близо до централната равнина.

„Гая“ хвърля светлина върху галактическата еволюция

За да разрешат този дебат, учените се нуждаеха от изключително точни данни за възрастта на най-старите звезди.

Изследователският екип, ръководен от Дейвид Мирабал от Института по астрофизика на Канарските острови, използва данни от третия каталог на мисията „Гая“ (DR3).

Чрез съпоставка на яркостта, цвета и химическия състав на наблюдаваните светила, екипът определя тяхната възраст и проследява пространственото им разпределение спрямо галактическата равнина.

Резултатите очертават ясна хронология.

Преди около 10,85 милиарда години скоростта на изтъняване на диска рязко намалява. През първите два милиарда години от съществуването си звездният диск намалява дебелината си от над 4100 до 1600 светлинни години. Впоследствие процесът се забавя, като днес най-младите звезди формират слой с дебелина от едва около 400 светлинни години, близо десет пъти по-тънък от първоначалния.

От хаос към подреден спирален диск

Анализът категорично подкрепя модела на формиране, при който първоначално се образува широк и силно турбулентен диск.

В ранната Вселена газът се е движил хаотично, поради което първите звезди са се раждали на орбити с голяма височина.

Постепенно материята се е успокоила, охладила и слягла към централната равнина, създавайки условия за раждането на все по-тънък и подреден диск.

Благодарение на прецизното датиране на древните звезди, научната общност вече разполага с първото солидно емпирично доказателство за ранното развитие на галактиката.

Днес съществуването на дебел и тънък диск нагледно илюстрира двата фундаментални периода от историята на Млечния път: бурното, динамично начало и последвалото спокойно развитие, осигуряващо условия за раждане на нови звездни системи.