ดาราจักรโพรโตกาแล็กซีคือกลุ่มดาวโบราณที่ทางช้างเผือกที่เหลือเติบโต
นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ที่กำลังสำรวจต้นกำเนิดของทางช้างเผือกอาจค้นพบ ‘หัวใจเก่า’ ของดาราจักรของเรา ซึ่งเป็นนิวเคลียสโบราณที่กำเนิดดาวฤกษ์และดาวเคราะห์ทั้งหมด
กลุ่มดาวฤกษ์ที่เก่าแก่ที่สุดในดาราจักรจำนวน 18,000 ดวงตั้งอยู่ในกลุ่มดาวราศีธนู มาจากดาราจักรโปรโตกาแล็กซีทางช้างเผือก ซึ่งเป็นกลุ่มก๊าซและฝุ่นในยุคแรกเริ่มก่อตัวเป็นดาวฤกษ์ดวงแรกของดาราจักรอายุน้อย ซึ่งมีอายุมากกว่า 12.5 พันล้านปี นักวิจัยพบว่ากลุ่มนี้เป็นแกนกลางที่ทางช้างเผือกทั้งหมดเติบโตขึ้นโดยคิดเป็นประมาณ 0.2% ของมวลรวมของกาแลคซีของเรา ผลการวิจัยเผยแพร่เมื่อวันที่ 8 กันยายนบนเซิร์ฟเวอร์พิมพ์ล่วงหน้าarXivและยังไม่ได้ตรวจสอบโดยเพื่อน
นักดาราศาสตร์ได้ดึงข้อมูลจากหอสังเกตการณ์ Gaia ของ European Space Agency (ESA) ซึ่งเป็นยานอวกาศที่มีน้ำหนัก 3594 ปอนด์ (1,630 กิโลกรัม) ที่เปิดตัวในปี 2556 โดยมีเป้าหมายเพื่อสร้างแผนที่ทางช้างเผือก ที่มีรายละเอียดและแม่นยำที่สุด ทาง .
“เป็นที่เชื่อกันมานานแล้ว (บนพื้นฐานของทฤษฎีและการจำลอง) ว่าดาวฤกษ์ที่เก่าแก่ที่สุดเป็นศูนย์กลางของดาราจักร ตอนนี้เราได้แสดงให้พวกมันเห็นว่ามีอยู่เป็นจำนวนมาก” Hans-Walter Rixผู้ เขียนนำการศึกษา นักดาราศาสตร์จากสถาบัน Max Planck สำหรับดาราศาสตร์ในเมืองไฮเดลเบิร์ก ประเทศเยอรมนี กล่าวกับ WordsSideKick.com “มันเหมือนกับการทำโบราณคดีในเมืองเก่า เราได้แสดงให้เห็นว่าซากปรักหักพังที่เก่าแก่และเก่าแก่ที่สุดอยู่ที่ใจกลางเมือง ‘สมัยใหม่'”
การค้นหาหัวใจโบราณของดาราจักรของเราเริ่มต้นด้วยการค้นหาบริเวณที่มีผู้คนหนาแน่นที่สุด ซึ่งก็คือส่วนที่นูนตรงกลาง เพื่อหาสัดส่วนดาวเล็กๆ ที่มีอายุใกล้เคียงกับทางช้างเผือกที่มีอายุประมาณ 13 พันล้านปี
ในการดึงกลุ่มเล็กๆ นี้ออกมาเหมือนเข็มจากกองฟาง นักวิจัยได้ดึงข้อมูลที่รวบรวมจาก Gaia เกี่ยวกับดาว 2 ล้านดวงที่อยู่ภายใน 30 องศาของใจกลางดาราจักร เพื่อค้นหาดาวที่มีมวลต่ำกว่าและมีอายุยืนยาวซึ่งมีปริมาณโลหะต่ำ ดาวฤกษ์ที่เข้าคู่กับโปรไฟล์นี้ถือกำเนิดขึ้นในจักรวาลที่อายุน้อยกว่ามาก ซึ่งยังไม่เต็มไปด้วยโลหะหนักที่กระจัดกระจายไปทั่วจากการระเบิดของซุปเปอร์โนวา
แต่นี่เป็นเพียงครึ่งหนึ่งของเรื่องราว เนื่องจากดาวโลหะยากจนภายในทางช้างเผือกอาจมาจากดาราจักรแคระขนาดเล็กที่ชนเข้ากับดาราจักรของเราตลอดชีวิต นักวิจัยสามารถแยกดวงดาวที่ก่อตัวเป็นหัวใจโบราณออกจากดาวฤกษ์ที่มีต้นกำเนิดจากดาวแคระได้โดยการตรวจสอบเส้นทางของดาวเหล่านี้ในอวกาศ กาแล็กซี่
สิ่งนี้ทำให้นักวิจัยมีโครงกระดูกดั้งเดิมของดาวฤกษ์บางดวงที่ทางช้างเผือกเติบโตขึ้น ซึ่งเป็นประชากรที่พวกเขาประเมินว่ามีมวลระหว่าง 50 ล้านถึง 200 ล้านเท่าของมวลดวงอาทิตย์ของเรา ในขณะที่ดาวที่หนักกว่าจะตายเร็วกว่าดาวที่เล็กกว่า ดาวฤกษ์ที่เหลือจะเบากว่าดวงอาทิตย์โดยเฉลี่ยประมาณ 1.5 เท่า
“ดาวเหล่านี้ประกอบขึ้นประมาณครึ่งหนึ่งของมวลดาวทั้งหมดเมื่อเกิด” Rix กล่าว “ดังนั้น ประมาณครึ่งหนึ่งของดวงดาว [จากโปรโตกาแล็กซี] รอดมาได้จนถึงปัจจุบัน”
การตรวจสอบของนักวิจัยเกี่ยวกับหัวใจโบราณของทางช้างเผือกที่เปิดเผยในขณะนี้เผยให้เห็นสองสิ่ง ประการแรก เนื่องจากดาวฤกษ์ของดาราจักรก่อนกาแล็กซีโคจรรอบศูนย์กลางดาราจักรน้อยกว่ามากเมื่อเทียบกับดาวอายุน้อยกว่า มันยืนยันการสังเกตในอดีตว่าแกนกลางของทางช้างเผือกเริ่มมีชีวิตที่นิ่ง และในที่สุดก็เพิ่มความเร็วในการหมุนเมื่อจุดศูนย์กลางมวลของดาราจักรเพิ่มขึ้น
และประการที่สอง แม้ว่าจะมีการรวมตัวกับกาแลคซีขนาดเล็กหลายแห่ง การรวมตัวกันของดาวในใจกลางของทางช้างเผือกอย่างใกล้ชิดชี้ไปที่แกนกลางของมันโดยไม่ได้ถูกบุกรุกจากการชนกันของดาราจักรอื่น
“ทางช้างเผือกไม่เคยสั่นสะเทือนอย่างมาก” Rix กล่าว “กาแล็กซี่ของเรามีชีวิตที่กำบัง”
จากการศึกษาเพิ่มเติม นักวิจัยหวังว่าหัวใจในสมัยโบราณจะสามารถสอนพวกเขาได้มากขึ้นเกี่ยวกับช่วงปีแรกๆ ของดาราจักรของเรา เช่น ประเภทของซุปเปอร์โนวาที่ต้องระเบิดในช่วงเวลาของการสร้างเพื่อสร้างสัดส่วนขององค์ประกอบทางเคมีในยุคแรกๆ ที่เราเห็นในปัจจุบัน
