Солнце и тысячи звёзд-близнецов покинули центр Млечного пути 6 млрд лет назад

Фото из открытых источников

Группа исследователей получила убедительные доказательства того, что Солнце примерно 4,6 миллиарда лет назад было частью огромного миграционного потока звезд, покинувших центральные области галактики. Это коллективное движение, произошедшее от 4 до 6 миллиардов лет назад, переосмысливает понимание прошлого нашей звезды и дает фундаментальные подсказки о формировании спиральной структуры Млечного Пути и, в частности, об огромном скоплении звезд, доминирующем в ее ядре.

Исследование, проведенное под руководством Дайсуке Танигучи из Токийского столичного университета и профессора Такудзи Цуджимото из Национальной астрономической обсерватории Японии, основывалось на анализе каталога беспрецедентной точности, созданного на основе данных, предоставленных миссией Gaia Европейского космического агентства (ESA).

Эта кропотливая работа галактической археологии — дисциплины, которая, подобно земной археологии, отслеживает происхождение и эволюцию звезд, — позволила проследить траекторию нашей звезды с такой степенью детализации, которая до сих пор была недостижима.

На протяжении десятилетий астрономы рассматривали гипотезу о том, что Солнце не является коренным обитателем своего нынешнего местоположения. Исследования химического состава и модели звездной эволюции указывали на то, что наша звезда родилась на несколько тысяч световых лет ближе к галактическому балджу — плотной и густонаселенной области, составляющей сердце Млечного пути.

Однако эта теория представляла собой фундаментальную проблему для астрофизики: наличие огромной стержнеобразной структуры в центре галактики. Эта стержень, состоящая из миллиардов звезд, создает то, что ученые называют «барьером ковращения» — динамическое явление, которое действует как гравитационный фильтр, значительно препятствующий выходу объектов из внутренних областей во внешние спиральные рукава.

Вопрос был неизбежен: если Солнце зародилось во внутренней части Вселенной, как ему удалось преодолеть этот барьер и достичь своего нынешнего положения в гораздо более спокойном регионе, более благоприятном для развития стабильных планетных систем?

Чтобы разрешить эту дилемму, команда Танигучи и Цуджимото решила изменить свой подход и перестать изучать Солнце как изолированное образование. Вместо этого они приступили к поиску его звездных близнецов. Эти близнецы — не звезды, идентичные по массе, а звезды, которые разделяют с Солнцем важнейшие физические характеристики: очень похожую температуру поверхности, гравитацию поверхности и химический состав.

Для этого они обратились к обширному архиву миссии Gaia, колоссальной звездной переписи, которая с миллиметровой точностью определила положения, расстояния и движения более двух миллиардов звезд в нашей галактике.

Результатом этого тщательного отбора стало создание самого обширного и точного каталога солнечных двойников, когда-либо составленного. Исследователям удалось идентифицировать и подтвердить в общей сложности 6594 звезды, которые соответствуют строгим критериям, позволяющим считать их «двоюродными братьями» Солнца, — выборка, которая в 30 раз превышает размер предыдущих исследований.

На основе этого набора данных команда применила сложные модели звездной эволюции, чтобы с беспрецедентной точностью определить возраст каждой из этих звезд, а также провела тщательную коррекцию для устранения систематической ошибки отбора, которая отдает предпочтение более ярким и легко наблюдаемым звездам в ущерб более тусклым.

При анализе распределения возраста этих 6594 солнечных двойников ученые обнаружили показательную статистическую закономерность. График возраста показал выраженный и широкий пик, объединяющий необычно большое количество звезд в возрасте от 4 до 6 миллиардов лет.

Эта группа, в которую входит наше Солнце, не только имеет схожий возраст, но и расположена на сопоставимом расстоянии от центра галактики. Эта корреляция является неопровержимым доказательством того, что Солнце не является единичным случаем или случайным путешественником, а скорее еще одним участником масштабной и скоординированной звездной миграции.

Существование этой группы звезд однородного возраста, которые сейчас населяют внешние области галактики, напрямую влияет на природу барьера ковращения. Если бы галактическая перегородка уже была полностью сформирована и функционировала 6 миллиардов лет назад, она бы предотвратила уход такого большого количества звезд. Тот факт, что тысячи солнечных двойников смогли покинуть центр, предполагает, что в момент этой миграции перегородка еще не была консолидирована.

Иными словами, процесс формирования этой гигантской центральной структуры оставался динамичным и проницаемым. Поэтому возраст этих звезд-близнецов не только определяет момент великого побега, но и ограничивает временной промежуток, в течение которого формировалась перемычка нашей галактики.

Это открытие выходит за рамки простого астрономического любопытства к прошлому Солнца. Центр Млечного Пути — враждебная среда для жизни, подверженная интенсивному излучению и частым катастрофическим событиям, таким как взрывы сверхновых. Массивная миграция этих звезд к спиральным рукавам, гораздо более мирной и стабильной области, становится определяющим фактором в истории нашей планеты.

Таким образом, результаты исследований японской команды проливают свет на важнейшую главу космической истории, которая позволила Солнечной системе, а вместе с ней и Земле, оказаться в галактической нише, где условия были достаточно благоприятными для возникновения и развития жизни на протяжении миллиардов лет.