Исследования, проведенные Университетом Хартфордшира, раскрыли драматическую историю Андромеды, нашей ближайшей соседней галактики. Используя современное моделирование, профессор Тиаки Кобаяши и группа международных астрофизиков раскрыли детали истории галактики с помощью галактической археологии — подхода, который исследует химический состав звезд и развитие их родительской галактики, чтобы реконструировать ее прошлое.
Исследование, принятое к публикации в The Astrophysical Journal Letters и доступное на сервере препринтов arXiv, изучает содержание элементов в Андромеде, в частности наличие как планетарных туманностей — газа, так и пыли, которые образуются из отброшенных внешних слоев умирающего тела звезды малой массы — и звезды из рода красных гигантов.
Анализ показывает, что формирование Андромеды было более драматичным и сильным, чем формирование нашего Млечного Пути. После первоначальной интенсивной вспышки звездообразования, которая создала галактику, между 2 миллиардами и 4,5 миллиардами лет назад образовался вторичный слой звезд, скорее всего, вызванный тем, что ученые называют «мокрым слиянием» — слиянием двух богатых газом галактик, что вызывает большое количество звездообразования.
Ученые долгое время считали вероятным, что Андромеда пережила слияние двух галактик, основываясь на положении и движении отдельных звезд в галактике. Исследование профессора Кобаяши проливает новый свет на природу и последствия такого слияния, используя химический состав звезд, и объясняет, как звезды и элементы формировались на протяжении всей истории Андромеды.
Профессор Кобаяши, профессор астрофизики Центра астрофизических исследований Университета Хартфордшира, сказал: «Это фантастический пример того, как галактическая археология может дать новое понимание истории нашей Вселенной. Путем анализа химического состава звезд разного возраста в Андромеде мы можем воплотить в жизнь ее историю и лучше понять ее происхождение».
«Хотя во многом Андромеда похожа на наш Млечный Путь — это спиральная дисковая галактика такого же размера, — наше новое исследование подтверждает, что ее история гораздо более интенсивна и драматична, со всплесками активности, образующими множество звезд, и двумя отдельными эпохи звездообразования».
Теоретическая модель профессора Кобаяши предсказывает два различных химических состава звезд в двух компонентах диска Андромеды: одна содержит в десять раз больше кислорода, чем железа, а другая содержит одинаковое количество кислорода и железа. Это моделирование было подтверждено спектроскопическими наблюдениями планетарных туманностей, а также звезд красных гигантов с помощью космического телескопа Джеймса Вебба (JWST).
Новое исследование продолжает исследования профессора Кобаяши о происхождении элементов во Вселенной. Как она объясняет: «Кислород — это один из так называемых альфа-элементов, вырабатываемых массивными звездами. Остальные — это неон, магний, кремний, сера, аргон и кальций».
Больше информации: Chiaki Kobayashi et al, On the α/Fe bimodality of the M31 disks, arXiv (2023). DOI: 10.48550/arxiv.2309.01707