Come molte altre galassie a spirale nell'Universo, la Galassia della Via Lattea è costituita da due strutture a forma di disco: il disco sottile e il disco spesso. Il disco spesso, che avvolge il disco sottile, contiene circa il 20% delle stelle della Via Lattea e si pensa che sia il più vecchio della coppia in base alla composizione delle sue stelle (che hanno una maggiore metallicità) e alla sua natura più gonfia.
Tuttavia, in un recente studio, un team di 38 scienziati guidati da ricercatori del ARC Center of Excellence australiano per l'astrofisica del cielo in tre dimensioni (ASTRO-3D) ha utilizzato i dati dell'ormai ritirato Kepler missione di misurare i terremoti nel disco della Via Lattea. Da questo, hanno rivisto le stime ufficiali sull'età del grosso disco della Via Lattea, che concludono ha circa 10 miliardi di anni.
Lo studio che descrive i loro risultati - intitolato "The K2-HERMES Survey: age and metallicity of the thick disc" - è recentemente apparso sul Avvisi mensili della Royal Astronomical Society. Il team di ricerca era guidato dal Dr. Sanjib Sharma del Sydney Institute for Astronomy e dall'ARC Center of Excellence for All Sky Astrophysics in Three Dimensions (ASTRO-3D) e comprendeva membri di diverse università e istituti di ricerca.
Per determinare l'età del grosso disco, il Dr. Sharma e il suo team hanno impiegato un metodo noto come asteroseismologia. Ciò consiste nel misurare le oscillazioni di una stella causate da terremoti, in cui le croste di stelle subiscono improvvisi cambiamenti simili ai terremoti. Questo processo consente ai ricercatori di condurre "archeologia galattica", dove sono in grado di guardare indietro nel tempo alla formazione della Via Lattea (oltre 13 miliardi di anni fa).
Come ha spiegato Dennis Stello, professore associato presso l'Università del Nuovo Galles del Sud e coautore dello studio, ciò ha permesso loro di determinare le strutture interne di una stella:
“I terremoti generano onde sonore all'interno delle stelle che le fanno suonare o vibrare. Le frequenze prodotte ci dicono cose sulle proprietà interne delle stelle, inclusa la loro età. È un po 'come identificare un violino come uno Stradivari ascoltando il suono che produce. "
È importante notare che gli astronomi non sono in grado di rilevare i veri "suoni" generati dalle stelle. Invece, i movimenti all'interno di una stella vengono misurati in base ai cambiamenti nella luminosità di una stella. In precedenza, gli astronomi avevano notato che le osservazioni condotte dal Kepler la missione non era in accordo con i modelli della struttura della Via Lattea, che prevedevano che lo spesso disco avrebbe posseduto più stelle a bassa massa.
Fino ad ora, non era chiaro se questa discrepanza fosse dovuta a inesattezze nei modelli galattici o a un problema nei criteri di selezione delle stelle. Utilizzando nuovi dati dal K2 missione, Sharma e i suoi colleghi hanno scoperto che era il primo. Fondamentalmente, i precedenti modelli galattici ipotizzavano che il disco spesso fosse popolato da stelle a bassa massa e bassa metallicità.
Tuttavia, usando il K2 dati di missione per condurre una nuova analisi spettroscopica, il Dr. Sharma e il suo team hanno determinato che la composizione chimica incorporata nei modelli esistenti era errata, portando a stime imprecise della loro età. Tenendo conto di ciò, il Dr. Sharma e il suo team sono stati in grado di allineare i dati asteroseismici con i modelli galattici previsti. Come ha spiegato la dott.ssa Sharma:
"Questa scoperta chiarisce un mistero ... I dati precedenti sulla distribuzione dell'età delle stelle nel disco non erano d'accordo con i modelli costruiti per descriverlo, ma nessuno sapeva dove si trovasse l'errore - nei dati o nei modelli. Ora siamo abbastanza sicuri di averlo trovato. "
Da quando è stato lanciato nel 2009, i dati raccolti dal Kepler La missione suggerì che c'erano molte più giovani stelle nel disco spesso di quanto i modelli prevedessero. Sebbene non sia stato progettato principalmente per condurre l'astroarcheologia, la sua capacità di misurare i cambiamenti nella luminosità di una stella (apparentemente dovuta a transiti planetari) è adatta per misurare i terremoti.
"Le stelle sono solo strumenti sferici pieni di gas, ma le loro vibrazioni sono minuscole, quindi dobbiamo guardare con molta attenzione", ha detto Sharma. “Le squisite misurazioni della luminosità effettuate da Kepler erano ideali per quello. Il telescopio era così sensibile che sarebbe stato in grado di rilevare l'oscuramento del faro di un'auto mentre una pulce lo attraversava. "
Questi risultati mostrano che anche dopo che due delle sue ruote di reazione hanno fallito nel 2013, Kepler era ancora in grado di condurre preziose osservazioni come parte della sua K2 campagna. I risultati di questo studio sono anche una forte indicazione del potere analitico dell'asterosismologia e della sua capacità di stimare l'età delle stelle. Sono previste ulteriori rivelazioni man mano che gli scienziati continuano a riversare i dati ottenuti dalla missione prima che cessassero le operazioni nel novembre del 2018.
L'analisi di questi dati sarà combinata con le nuove informazioni raccolte dal Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) della NASA - Kepler"Successore spirituale, che è arrivato nello spazio solo sette mesi prima Kepler pensionato. Queste informazioni miglioreranno ulteriormente le stime di età per ancora più stelle all'interno del disco e aiuteranno gli astronomi a conoscere meglio la formazione e l'evoluzione della Via Lattea.
