Gaia ontwart de sterrenhemel van de Melkweg

[univers]

In plaats van het jonge huis te verlaten, zoals verwacht, blijven stellaire 'broers en zussen' liever bij elkaar in langdurige, string-achtige groepen, vindt een nieuwe studie van gegevens van Gaia-ruimtevaartuigen van ESA.

Het is vooral een uitdaging om de verdeling en geschiedenis van de sterrenbewoners van onze Melkweg te verkennen, omdat astronomen de leeftijd van sterren moeten bepalen. Dit is helemaal niet triviaal, omdat 'gemiddelde' sterren van een vergelijkbare massa maar verschillende leeftijden erg op elkaar lijken.

Om erachter te komen wanneer een ster wordt gevormd, moeten astronomen in plaats daarvan kijken naar populaties van sterren waarvan wordt gedacht dat ze tegelijkertijd zijn gevormd - maar weten welke sterren broers en zussen zijn, vormt een verdere uitdaging, omdat sterren niet noodzakelijk lang in de sterrenwielen hangen waar ze gevormd.



Om te bepalen welke sterren samen gevormd zijn, zoeken we naar dezelfde beweging van sterren, aangezien alle sterren die zich binnen dezelfde wolk of cluster vormen op dezelfde manier zouden bewegen", zegt Marina Kounkel van de Western Washington University, VS, en hoofdauteur van de nieuwe studie.

"We wisten van een paar van dergelijke 'co-bewegende' stergroepen in de buurt van het zonnestelsel, maar Gaia stelde ons in staat om de Melkweg tot in veel grotere afstanden te verkennen op veel grotere afstanden, waardoor veel meer van deze groepen werden onthuld."

Marina gebruikte gegevens uit de tweede release van Gaia om de structuur en stervormingsactiviteit van een groot stuk ruimte rondom het zonnestelsel te traceren en te onderzoeken hoe dit in de loop van de tijd veranderde. Deze gegevensrelease, beschikbaar gesteld in april 2018, geeft een lijst van de bewegingen en posities van meer dan een miljard sterren met ongekende precisie.

De analyse van de Gaia-gegevens, gebaseerd op een machine learning-algoritme, bracht bijna 2000 voorheen niet-geïdentificeerde clusters en co-bewegende groepen sterren tot ongeveer 3000 lichtjaar van ons aan het licht - ongeveer 750 keer de afstand tot Proxima Centauri, de dichtstbijzijnde ster tot de Zon. De studie heeft ook de leeftijden voor honderdduizenden sterren bepaald, waardoor het mogelijk is om 'stellaire' families te volgen en hun verrassende arrangementen te ontdekken.


Dit diagram toont een gezichtsveld van stellaire 'families' - clusters (stippen) en samen bewegende groepen (dikke lijnen) van sterren - binnen ongeveer 3000 lichtjaar van de zon, die zich in het midden van het beeld bevindt. Het diagram is gebaseerd op gegevens van de tweede gegevensrelease van de Gaia-missie van ESA.
Elke familie wordt geïdentificeerd met een andere kleur en bestaat uit een populatie van sterren die zich tegelijkertijd vormden. Paarse tinten vertegenwoordigen de oudste sterrenpopulaties, die zich ongeveer 1 miljard jaar geleden vormden; blauwe en groene tinten vertegenwoordigen tussenliggende leeftijden, met sterren die honderden miljoenen jaren geleden gevormd zijn; oranje en rode tinten tonen de jongste sterrenpopulaties, die zich minder dan honderd miljoen jaar geleden vormden.


Deze afbeelding toont een weergave van stellaire 'families' - clusters en samen bewegende groepen sterren in de Melkweg - geïdentificeerd met behulp van gegevens uit de tweede gegevensrelease van de Gaia-missie van ESA. Gezinnen jonger dan 30 miljoen jaar worden oranje gemarkeerd, bovenop een uitzicht vanuit de lucht op basis van Gaia-waarnemingen.

Ongeveer de helft van deze sterren wordt gevonden in lange, snaarachtige configuraties die functies weerspiegelen die aanwezig zijn in hun gigantische geboortewolken," voegt Marina toe.

"We dachten over het algemeen dat jonge sterren hun geboorteplaatsen slechts een paar miljoen jaar na hun vorming zouden verlaten en de banden met hun oorspronkelijke familie volledig zouden verliezen - maar het lijkt erop dat sterren tot een paar miljard jaar dicht bij hun broers en zussen kunnen blijven."

De snaren lijken ook op bepaalde manieren te zijn georiënteerd met betrekking tot de spiraalarmen van ons sterrenstelsel - iets dat afhangt van de leeftijden van de sterren binnen een string. Dit is vooral duidelijk voor de jongste strings, bestaande uit sterren jonger dan 100 miljoen jaar, die meestal haaks op de spiraalarm staan ​​die het dichtst bij ons zonnestelsel staat.

De astronomen vermoeden dat de oudere sterrenreeksen loodrecht moeten zijn geweest op de spiraalarmen die bestonden toen deze sterren werden gevormd, die nu in de afgelopen miljard jaar zijn geschud.

"De nabijheid en oriëntatie van de jongste strings tot de huidige spiraalarmen van de Melkweg toont aan dat oudere strings een belangrijk 'fossielenbestand' zijn van de spiraalstructuur van onze melkwegstelsels," zegt co-auteur Kevin Covey, ook van de Western Washington University, VS .

“Over de aard van spiraalarmen wordt nog steeds gedebatteerd, waarbij het oordeel over stabiele of dynamische structuren nog niet is geregeld. Het bestuderen van deze oudere snaren zal ons helpen te begrijpen of de armen meestal statisch zijn, of als ze bewegen of dissiperen en zich opnieuw vormen in de loop van een paar honderd miljoen jaar - ruwweg de tijd die de zon nodig heeft om rond het galactische centrum te draaien enkele keren."


Dit diagram toont een randbeeld van stellaire 'families' - clusters (stippen) en samen bewegende groepen (dikke lijnen) van sterren - binnen ongeveer 3000 lichtjaar van de zon, die zich in het midden van de afbeelding bevindt. Het diagram is gebaseerd op gegevens van de tweede gegevensrelease van de Gaia-missie van ESA.
Elke familie wordt geïdentificeerd met een andere kleur en bestaat uit een populatie van sterren die zich tegelijkertijd vormden. Paarse tinten vertegenwoordigen de oudste sterrenpopulaties, die zich ongeveer 1 miljard jaar geleden vormden; blauwe en groene tinten vertegenwoordigen tussenliggende leeftijden, met sterren die honderden miljoenen jaren geleden gevormd zijn; oranje en rode tinten tonen de jongste sterrenpopulaties, die zich minder dan honderd miljoen jaar geleden vormden.
Dunne lijnen tonen de voorspelde snelheden van elke groep sterren in de komende 5 miljoen jaar, gebaseerd op Gaia's metingen. Het gebrek aan structuren in het midden is een artefact van de methode die wordt gebruikt om individuele populaties te traceren, niet vanwege een fysieke bel.

http://www.esa.int/Our_Activities/Space ... _Milky_Way