Februar 1, 2023

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Harvard-Astronomen haben die wahre Form des Sternenhalos der Milchstraße enthüllt

Bild erstellt von Wissenschaftlern, die die wahre Form des Halo der Milchstraße entdeckt haben (Melissa Weiss/Center for Astrophysics | Harvard and Smithsonian)

Die Milchstraße Besteht aus einer diffusen Wolke von Sternen, die die Galaxie umgeben, bekannt als Sternhalo. Astronomen dachten immer, es gäbe einen Weg runde Kugel, Aber vor kurzem Wissenschaftler Harvard Universität Sie fanden heraus, dass es im Vergleich zu einem Ball eine andere Form hatte, die der eines Rugbyballs ähnelte. Daher versprachen sie, die Lehrbücher zu ersetzen, die herkömmliche Bilder einer Galaxie zeigen, die von einem Kreis aus Sternen umgeben ist.

Dies mag zunächst wie trivial erscheinen, ist es aber nicht, da es Fortschritte bei Studien ermöglichen wird, die Informationen zu einer Vielzahl von astrophysikalischen Themen liefern, einschließlich der Geschichte und Entwicklung unserer Galaxie und der Suche nach Hinweisen auf dunkle Materie. Erkenntnisse von Experten aus Harvard-Smithsonian Center für Astrophysik war Veröffentlicht in The Astronomical Journal.

„Die Form des stellaren Halo ist ein sehr grundlegender Parameter, der mit größerer Genauigkeit als bisher möglich gemessen wurde“, sagte der Hauptautor der Studie. Jiwon „Jesse“ Han, ein Doktorand am Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. „Die Tatsache, dass der Sternhalo nicht kugelförmig ist, sondern eher wie ein (amerikanischer) Football, Rugbyball oder Zeppelin geformt ist, hat viele wichtige Implikationen“, sagte er. Technisch Form genannt Ellipsoides Dreieck.

(Samuel de Roman/Getty Images)
(Samuel de Roman/Getty Images)

„Jahrzehntelang war die allgemeine Annahme, dass der stellare Halo mehr oder weniger kugelförmig und isotrop oder in alle Richtungen einheitlich ist“, sagte der Co-Autor der Studie. Charlie Conroy, Hahns Berater und Professor für Astronomie an der Harvard University und dem Center for Astrophysics. „Wir wissen jetzt, dass das Lehrbuchbild unserer Galaxie, eingebettet in einen Kugelsternhaufen, abzulehnen ist.“

Nach der Interpretation von Experten der Sternhalo der Milchstraße Sichtbarer Bereich Weithin bekannt als der galaktische Halo. Dieser galaktische Halo wird von unsichtbarer dunkler Materie dominiert, deren Anwesenheit nur durch die von ihr ausgeübte Schwerkraft gemessen wird. Jede Galaxie hat ihren eigenen Halo aus dunkler Materie. Dieser Heiligenschein fungiert als Typ Einfaches und sichtbares Hängegerüst aus Material. Diese sichtbare Materie wiederum bildet Sterne und andere beobachtbare galaktische Strukturen. Galaktische Halos sind unschätzbare Studienobjekte für Astrophysiker, weil sie es uns ermöglichen, besser zu verstehen, wie sich Galaxien bilden und interagieren, sowie die grundlegende Natur der Dunklen Materie.

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„Der stellare Halo ist ein dynamischer Tracer des galaktischen Halo“, fügte Hahn hinzu. „Um mehr über galaktische Halos im Allgemeinen, galaktische Halos im Besonderen und mehr zu erfahren Unsere eigene galaktische GeschichteDer Sternhalo ist ein großartiger Ort, um anzufangen.“

Einer der von Harvard-Astronomen verwendeten Datensätze wurde vom US-amerikanischen MMT-Observatorium aufgenommen.
Einer der von Harvard-Astronomen verwendeten Datensätze wurde vom US-amerikanischen MMT-Observatorium aufgenommen.

Wissenschaftler erkennen die Schwierigkeit an, den galaktischen Halo zu untersuchen, und erklären, dass die Erde in diesen Halo „eingebettet“ ist, der sich über Hunderttausende von Lichtjahren über und unter dem Sonnensystem erstreckt. „Im Gegensatz zu äußeren Galaxien können wir sie sehen und ihre Halos messen“, stellte Hahn klar, „Wir haben nicht die gleiche Art von Luftbild im Freien Aus dem Halo unserer eigenen Galaxie.

Darüber hinaus besteht eine weitere Schwierigkeit bei der Untersuchung des stellaren Halo darin, dass er diffus ist und nur diesen enthält. 1% der Masse aller Sterne der Galaxie. Im Laufe der Jahre konnten Astronomen jedoch Tausende von Sternen identifizieren, die diesen Halo erweitern und sich von anderen Milchstraßensternen durch ihre einzigartige chemische Zusammensetzung unterscheiden, gemessen durch Studien ihres Sternenlichts und ihrer Entfernungen und Bewegungen über den Himmel.

So haben Astronomen erkannt, dass die Sterne im Halo nicht gleichmäßig verteilt sind. Seitdem ist das Ziel das Studium Sternmuster mit hoher Dichte, Um das endgültige Erscheinungsbild des stellaren Halo aufzulösen, erscheinen Sie nach außen als Klumpen und Ströme.

Der Sternhalo der Milchstraße ist der sichtbare Teil der Region, die allgemein als Halo der Milchstraße bekannt ist.
Der Sternhalo der Milchstraße ist der sichtbare Teil der Region, die allgemein als Halo der Milchstraße bekannt ist.

Basierend auf einer neuen Studie von Harvard-Forschern Zwei Hauptdatensätze In den letzten Jahren gesammelt, um stellare Halos wie nie zuvor zu studieren. Der erste Satz ist HandEin revolutionäres Raumschiff, das von gestartet wurde Europäische Weltraumorganisation Im Jahr 2013 sammelte Gaia weiterhin hochgenaue Messungen der Positionen, Bewegungen und Entfernungen von Millionen von Sternen in der Milchstraße, einschließlich einiger der nächsten Sterne im Halo.

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Der zweite Datensatz H3 (Hectocell in the Halo at High Resolution), eine Teleskopstudie MMT befindet sich am Fred Lawrence Whipple Observatory in Arizona, und eine Zusammenarbeit zwischen dem Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics und der University of Arizona. H3 hat detaillierte Beobachtungen von Zehntausenden von Sternen in stellaren Halos gesammelt, die zu weit entfernt sind, um Gaia zu schätzen.

Die Kombination dieser Daten zu einem flexiblen Modell, das es ermöglichte, die Form des stellaren Halo aus allen Beobachtungen hervorgehen zu lassen, führte zur Bestimmung des Halo. Definitiv nicht rundUnd die Form des Rugbyballs definiert ihn sehr gut und passt zu anderen bisherigen Erkenntnissen.

„Stellare Halos sind ein großartiger Ausgangspunkt, um mehr über galaktische Halos im Allgemeinen und insbesondere über die Geschichte galaktischer Halos und unserer eigenen Galaxien zu erfahren“, sagte der Hauptforscher (MMT Observatory, USA) Hahn.

formatieren, z. Es passt Unabhängig und der führenden Theorie der Entstehung des stellaren Halo der Milchstraße verpflichtet. Gemäß diesem Rahmen bildet sich ein stellarer Halo, wenn a Eine einsame Zwerggalaxie Vor 7 bis 10 Milliarden Jahren stürzte es in unsere massereichste Galaxie. Der Zwergstern heißt Gaia-Sausage-Enceladus (GSE), wobei sich „Gaia“ auf das oben erwähnte Raumschiff bezieht, „Sausage“ eine Form ist, die beim Plotten der Gaia-Daten erscheint, und „Enceladus“ der griechische mythologische Riese ist. So wie GSE in der Milchstraße begraben ist, begraben unter einem Berg. Als Ergebnis dieses interstellaren Kollisionsereignisses Zwergstern fragmentiert und seine konstituierenden Sterne breiten sich in einem diffusen Halo aus. Eine solche Ursprungsgeschichte erklärt den wesentlichen Unterschied zwischen interstellaren Halo-Sternen und Sternen, die in der Milchstraße geboren und aufgewachsen sind.

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„Die Neigung und Verteilung der Sterne im stellaren Halo bestätigt auf dramatische Weise, dass unsere Galaxie vor 7 bis 10 Milliarden Jahren mit einer anderen kleineren Galaxie kollidierte“, sagt Conroy. Insbesondere war seit der GSE-Milchstraßen-Kollision so viel Zeit vergangen, dass erwartet wurde, dass sich die Sterne im stellaren Halo in die lange angenommene klassische Kugelform entwickeln würden. Vielleicht spricht die Tatsache, dass sie es nicht getan haben, Bände Der riesige galaktische Halo, Sagte das Team. Dieses von dunkler Materie dominierte System ist wahrscheinlich gekrümmt und hält durch seine Schwerkraft den stellaren Halo an seinem Platz.

„Der geneigte stellare Halo deutet stark darauf hin, dass der darunter liegende Halo aus dunkler Materie ebenfalls geneigt ist“, sagte Conroy. „Eine Neigung im Halo aus dunkler Materie könnte unsere Fähigkeit, Partikel aus dunkler Materie in Laboratorien auf der Erde zu erkennen, erheblich verändern.“

Wissenschaftler haben die Schwierigkeit erkannt, den galaktischen Halo und die Erde in diesem Halo zu untersuchen
Wissenschaftler erkennen die Schwierigkeit, den Halo einer Galaxie zu untersuchen, und erklären, dass dies daran liegt, dass die Erde in den Halo „eingebettet“ ist (GettyImages).

Die Entdeckung einer plausibleren Konfiguration des galaktischen Halo könnte die astrophysikalische Forschung voranbringen und gleichzeitig grundlegende Details über unseren Platz im Universum ausfüllen. „Intuitiv interessante Fragen zu unserer Galaxie sind: ‚Wie sieht die Galaxie aus?‘ und ‚Wie sieht der Sternhalo aus?'“, erklärte Hahn. „Endlich durch diese besondere Forschung und Studie Wir beantworten diese Fragen“.

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