Chemická záhada Mléčné dráhy konečně dává smysl

Tento obrázek ukazuje plynný disk v počítačové simulaci galaxie podobné Mléčné dráze ze soustavy Auriga. Barvy představují poměr hořčíku (Mg) k železu (Fe), což ukazuje, že galaktický střed (růžová) je na Mg chudý, zatímco okraje (zelená) jsou na Mg bohaté. Tyto chemické vzorce poskytují důležitá vodítka o tom, jak se galaxie formovala.

Nové simulace odhalují, že podivné rozdělení Mléčné dráhy mezi dvě chemicky odlišné skupiny hvězd není univerzálním galaktickým pravidlem – je to jen jedna z mnoha možných evolučních cest. Vědci studovali desítky galaxií podobných Mléčné dráze a zjistili, že tento neobvyklý dvojitý vzorec mohou způsobit exploze tvorby hvězd, posun proudění plynu a materiál chudý na kovy z galaktického okraje. Překvapivě nakonec nebyla nutná dramatická srážka v minulosti.

Jak se poprvé formovala neobvyklá chemie Mléčné dráhy
Publikovaný výzkum nabízí nový vhled do toho, jak galaxie, jako je Mléčná dráha, rostou a mění se, a také proč jejich hvězdy vykazují neočekávané chemické signatury. Studie odhaluje stopy, které pomáhají vysvětlit původ těchto vzorců.

Práce, publikovaná 8. prosince 2025 v Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, zkoumá dlouholetou záhadu v Mléčné dráze: existenci dvou oddělených skupin hvězd s odlišnými chemickými vlastnostmi, což je rys známý jako „chemická bimodalita“.

Když astronomové zkoumají hvězdy nacházející se v blízkosti Slunce, důsledně identifikují dvě hlavní kategorie na základě relativního množství železa (Fe) a hořčíku (Mg) v jejich atmosféře. Tyto kategorie tvoří v chemických diagramech dvě jasné „sekvence“, i když se částečně překrývají v metalicitě (jak bohaté jsou na těžké prvky). Toto rozdělení mátlo vědce po mnoho let.

Simulace vzniku galaxií podobných Mléčné dráze
Aby vědci z Ústavu kosmických věd Barcelonské univerzity (ICCUB) a Národního centra pro vědecký výzkum (CNRS) prozkoumali původ této chemické struktury, provedli podrobné počítačové simulace (nazývané simulace Auriga). Tyto modely rekonstruují vývoj galaxií podobných Mléčné dráze ve virtuálním vesmíru. Studiem 30 těchto simulovaných galaxií výzkumný tým hledal procesy, které by mohly vést ke vzniku těchto dvou chemických sekvencí.

Pochopení chemické historie Mléčné dráhy pomáhá vědcům rekonstruovat, jak se naše Galaxie a další galaxie ve vesmíru formovaly po miliardy let. Patří sem Andromeda, nejbližší velká galaxie k Mléčné dráze, kde dosud nebyla detekována žádná chemická bimodalita. Poznatky, jako jsou tyto, také osvětlují podmínky v raném vesmíru a vliv proudů kosmického plynu a slučování galaxií.

„Tato studie ukazuje, že chemická struktura Mléčné dráhy není univerzálním plánem,“ řekl hlavní autor Matthew Orkney, výzkumník z ICCUB a Institutu d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC). „Galaxie se mohou vydat různými cestami k dosažení podobných výsledků a tato rozmanitost je klíčem k pochopení vývoje galaxií.“

Vícenásobné cesty k dvoustopému chemickému vzoru
Simulace naznačují, že galaxie podobné Mléčné dráze mohou vytvářet dvě odlišné chemické sekvence prostřednictvím několika různých cest. V některých galaxiích se tato bimodalita vytváří, když po záblescích intenzivní tvorby hvězd následují klidnější období. V jiných je poháněna posuny v proudění plynu vstupujícího do galaxie z jejího okolí.

Studie také zpochybňuje dřívější předpoklad o roli galaxie Gaia-Sausage-Enceladus (GSE), menší galaxie, která se v minulosti srazila s Mléčnou dráhou. Nové poznatky ukazují, že tato srážka není pro vznik duálního chemického vzoru nutná. Simulace místo toho zdůrazňují důležitost plynu chudého na kovy z cirkumgalaktického média (CGM), který přispívá ke vzniku druhé skupiny hvězd. Celkový tvar každé chemické sekvence je navíc úzce spjat se specifickou historií vzniku hvězd v galaxii.

Nové dalekohledy otestují tyto předpovědi
Vzhledem k tomu, že výkonné observatoře, jako je vesmírný dalekohled Jamese Webba (JWST), a nadcházející mise jako PLATO a Chronos, poskytují přesnější měření hvězd a galaxií, budou vědci schopni vyhodnotit tyto výsledky simulací a zpřesnit současné modely vývoje galaxií.

„Tato studie předpovídá, že jiné galaxie by měly vykazovat rozmanitost chemických sekvencí. To bude brzy zkoumáno v éře 30metrových dalekohledů, kdy se takové studie vzdálenějších galaxií stanou rutinou,“ řekl Chervin Laporte z ICCUB-IEEC, CNRS-Observatoire de Paris a Kavli IPMU. „V konečném důsledku nám to také pomůže dále zpřesnit fyzickou evoluční cestu naší vlastní Mléčné dráhy.“

Zdroj: https://scitechdaily.com/the-milky-ways-chemical-mystery-finally-makes-sense/

autor: František Martinek