Okiem kosmity. Co zobaczyliby obcy, gdyby spojrzeli na naszą galaktykę?

Naukowcy z niemieckiego Instytutu Astronomii im. Maxa Plancka przeprowadzili badanie, które może wiele wnieść do naszego własnego rozumienia kosmosu. Sprawdzili oni, jakie wyniki dałyby badania kosmicznych astronomów, którzy poddaliby Drogę Mleczną gruntownemu badaniu, takiemu jak te, które my przeprowadzamy dla różnych galaktyk, które znajdujemy na naszym nieboskłonie.

Dzięki temu eksperymentowi możemy dokładnie porównać to, czym nasza macierzysta galaktyka różni się od innych, odległych od nas galaktyk, które możemy obserwować z zewnątrz. Daje to nam odpowiedź na stare pytanie: Czy Droga Mleczna jest na skalę kosmosu wyjątkowa? Jeśli wierzyć porównaniom astronomów, to rzeczywiście jest niezwykła, jednak wcale nie taka wyjątkowa.

Obserwując obce galaktyki, możemy dostrzec ich kształt i widmo spektrograficzne, czyli to, w jakim kolorze "świecą". Daje to nam informacje o składzie chemicznym galaktyki i jej charakterystyce. Jeśli podobnemu badaniu obcy astronom poddałby Drogę Mleczną, dostrzegłby, że większość gwiazd, które się w niej znajdują, zbudowana jest z wodoru i helu, lecz posiada też trochę cięższych pierwiastków. Część tych ciężkich cząstek (które astronomia nazywa "metalami", ale wcale nie muszą one nimi być pod względem chemicznym), jest wyrzucana w przestrzeń podczas eksplozji supernowych, inne odlatują od żyjących jeszcze gwiazd wraz z wiatrem słonecznym.

Obcy astronomowie z pewnością zauważyliby, że ilość gazu w przestrzeni międzygwiazdowej wzrasta, więc mapując rozkład tych obłoków pyłu, mogliby oni stwierdzić, w których obszarach galaktyki znajdują się gwiazdy, które powstały wcześniej, a w których te późniejsze. Mogliby też zauważyć, że zawartość metali w gwiazdach zwiększa się w miarę oddalania się od jądra galaktyki.

Wyniki symulacji naukowcy porównali z właściwościami innych galaktyk. Z jednej strony uwzględnili 321 z nich, które mają podobną masę do Drogi Mlecznej i wytwarzają podobną liczbę gwiazd. Kryterium było też to, aby były dla nas widoczne od góry, by łatwiej można było zmierzyć ich średnicę. Z drugiej strony wykorzystano 134 galaktyki podobne do Drogi Mlecznej, które znajdowały się w wymodelowanej symulacji wszechświata TNG50.

W wyniku badań uczeni doszli do wniosku, że jeśli chodzi o obfitość i rozmieszczenie metali, nasza galaktyka w skali kosmosu jest niezwykła, ale nie wyjątkowa. Około 11 proc. galaktyk w symulacji TNG50 i 1 proc. spośród obserwowanych przez nas na niebie wykazywały podobne właściwości jak te, które mamy u siebie. Uczeni sugerują, że cechą wyróżniającą galaktyki takie jak nasza jest mała ilość metali w gwiazdach zlokalizowanych w centrum galaktyki. Może ona być spowodowana obecnością tak zwanego zgrubienia, czyli kulistego obszaru starych gwiazd otaczającego jądro galaktyki.