天の川の年齢を測定する新しい方法

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宇宙の他の多くの渦巻銀河と同様に、天の川銀河は2つの円盤状の構造物(薄い円盤と厚い円盤)で構成されています。薄い円盤を覆う厚い円盤には、約20%の天の川の星が含まれており、星の組成(金属性が高い)とふくらんでいる性質に基づいて、ペアの中で最も古いと考えられています。

ただし、最近の研究では、オーストラリアのARCセンターオブオールスカイ宇宙物理学(ASTRO-3D)の卓越性研究センター(ASTRO-3D)の研究者が率いる38人の科学者のチームが、現在退職した ケプラー 天の川の円盤内の地震を測定する使命。このことから、彼らは天の川の厚い円盤の年齢に関する公式推定値を修正しました。それは彼らがおよそ100億年前であると結論付けています。

彼らの発見を説明する研究-「K2-HERMES調査:厚いディスクの年齢と金属性」と題された-が最近発表されました 王立天文学会の月次通知。研究チームは、シドニー天文学研究所のサンジブシャルマ博士とARCセンターオブオールスカイ天体物理学(ASTRO-3D)のための卓越した研究センターによって指揮され、複数の大学や研究機関のメンバーを含みました。

厚い円盤の年代を決定するために、シャルマ博士と彼のチームは、アスタリスク学として知られる方法を採用しました。これは、星の地殻が地震と同様に突然シフトする、地震によって引き起こされる星の振動の測定で構成されます。このプロセスにより、研究者は「銀河考古学」を実施できるようになり、天の川の形成(130億年以上前)を過去にさかのぼって振り返ることができます。

ニューサウスウェールズ大学の准教授であり、この研究の共著者でもあるデニスステッロが説明したように、これにより、星の内部構造を決定することができました。

「地震は星の内部に音波を発生させ、それらを鳴らしたり振動させたりします。生成される周波数は、星の年齢など、星の内部特性についての情報を教えてくれます。それは、バイオリンの音を聞いて、バイオリンをストラディバリウスと識別するのと少し似ています。」

天文学者は、星が生成する実際の「音」を検出できないことに注意することが重要です。代わりに、星の内部の動きは、星の明るさの変化に基づいて測定されます。以前は、天文学者は、 ケプラー ミッションは天の川の構造のモデルと一致しませんでした–厚いディスクがより低質量の星を所有すると予測しました。

これまで、この不一致が銀河モデルの不正確さに起因するのか、それとも星の選択基準の問題に起因するのかは不明でした。からの新しいデータの使用 K2 ミッション、シャルマと彼の同僚は、それが前者であることを発見しました。基本的に、以前の銀河モデルでは、厚い円盤には低質量、低金属の星が存在すると仮定していました。

ただし、 K2 新たな分光分析を行うミッションデータにより、Sharma博士と彼のチームは、既存のモデルに組み込まれている化学組成が不正確であると判断し、年齢の不正確な推定につながった。これを考慮に入れることにより、シャルマ博士と彼のチームは、アスタリスクデータを銀河モデルが予測したものと一致させることができました。シャルマ博士が説明したように:

「この発見は謎を解き明かします...ディスク内の星の年齢分布に関する以前のデータは、それを説明するために構築されたモデルと一致しませんでしたが、データまたはモデルのどこにエラーがあるのか​​誰も知りませんでした。今では、それを見つけたと確信しています。」

2009年に発表されて以来、 ケプラー 使命は、モデルが予測したよりも厚い円盤にもっと若い星がいることを示唆しました。主に宇宙考古学を実施するように設計されていませんが、星の明るさの変化(表面上は惑星の通過によるものと思われる)を測定する能力は、地震の測定に適しています。

「星は単なるガスで満たされた球状の器具ですが、それらの振動は小さいため、注意深く調べる必要があります」とシャルマ氏は語った。 「によって行われた絶妙な明るさ測定 ケプラー そのために理想的でした。望遠鏡は非常に敏感だったので、ノミがその上を歩いたときに車のヘッドライトの調光を検出することができたでしょう。」

これらの調査結果は、2013年に2つのリアクションホイールが故障した後でも、 ケプラー その一部として、依然として貴重な観察を行うことができました K2 運動。この研究の結果はまた、アスタリスク学の分析力と星の年齢を推定するその能力を強く示しています。科学者が2018年11月に運用を停止する前にミッションによって取得されたデータを注ぎ続けるため、さらなる啓示が予想されます。

このデータの分析は、NASAのTransiting Exoplanet Survey Satellite(TESS)によって収集された新しい情報と組み合わされます– ケプラーわずか7か月前に宇宙を占領した霊的な後継者 ケプラー 引退した。この情報は、ディスク内のさらに多くの星の年齢推定をさらに改善し、天文学者が天の川の形成と進化についてさらに学ぶのに役立ちます。

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