Międzynarodowa grupa astronomów prowadzona przez naukowców z Uniwersytetu w Sydney dokonała analizy składu chemicznego ponad 340 tysięcy gwiazd w Drodze Mlecznej. Celem badania jest poszukiwanie rodzeństwa naszego Słońca rozproszonego po galaktyce.
Badanie jest częścią projektu Galactic Archaeology with HERMES, w skrócie GALAH i właśnie opublikowano pierwsze dane w nim zgromadzone. Projekt ten został uruchomiony pod koniec 2013 roku i ma na celu lepsze poznanie procesów powstawania i ewolucji galaktyk. Założeniem jest przebadania miliona gwiazd. Pracują przy nim astronomowie z Europy i Australii.
Naukowcy analizują gwiazdy pod względem ilość pierwiastków chemicznych, takich jak żelazo, aluminium i tlen, które się w nich znajdują. Pomoże to określić „DNA” gwiazd. Podczas analizy naukowcy korzystają ze spektrografu HERMES na blisko 4-metrowym Teleskopie Anglo-Australijskim w Obserwatorium Siding Spring.
Dane pomogą ustalić pochodzenie gwiazd pokazując astronomom, jak Wszechświat zmienił się od czasów Wielkiego Wybuchu, gdy wypełniony był jedynie wodorem i helem, do stanu obecnego z wszystkimi pierwiastkami, które znajdują się na Ziemi i które są niezbędne do życia.
- Żadne inne badanie nie było w stanie zmierzyć tak wielu pierwiastków dla tak wielu gwiazd – powiedział Gayandhi De Silva z Uniwersytetu w Sydney, który nadzorował prace astronomów. – Dane te umożliwią takie odkrycia, jak pierwotne gromady gwiazd naszej galaktyki, w tym gromadę, gdzie narodziło się nasze Słońce oraz jego rodzeństwo. Nie ma innego takiego zbioru danych – dodał.
Słońce, podobnie jak wszystkie inne gwiazdy, urodziło się w grupie lub gromadzie, która spłodziła tysiące innych gwiazd. - Każda gwiazda z tej gromady będzie miała taki sam skład chemiczny, coś jak „DNA”. Te gromady zostały rozerwane przez naszą galaktykę i są teraz rozproszone po całej Drodze Mlecznej – wyjaśniła dr Sarah Martell z Uniwersytetu Nowej Południowej Walii w Sydney, kierująca obserwacjami w ramach GALAH. – Celem zespołu jest dopasowanie „DNA” gwiazd, by odnaleźć ich dawno zagubione rodzeństwo – dodała.
Badacze wykorzystują w swojej pracy technikę zwaną spektroskopią. Światło emitowane przez gwiazdy jest zbierane przez teleskop, a następnie przechodzi przez instrument zwany spektrografem, który rozszczepia je na szczegółowe widma.
Astronomowie mierzyli lokalizacje i rozmiary ciemnych linii w widmach, aby obliczyć ilość każdego pierwiastku w widmie gwiazdy. - Każdy pierwiastek chemiczny pozostawia unikalny wzór ciemnych pasm o określonej długości fali w tych widmach. To coś jak odciski palców – wyjaśnił profesor Daniel Zucker z Uniwersytetu Macquarie oraz Australian Astronomical Observatory (AAO).
Zgromadzenie wystarczającej ilości fotonów, by móc ustalić skład chemiczny giwazdy zajmuje około godziny. - Na szczęście możemy obserwować 360 gwiazd jednocześnie – podkreślił Jeffrey Simpson z AAO.
Pomiar obfitości każdej substancji chemicznej w tak wielu gwiazdach jest ogromnym wyzwaniem. Aby to zrobić, zespół GALAH opracował zaawansowane techniki analizy. - Szkolimy nasz kod komputerowy - The Cannon, aby rozpoznawał wzory w widmach podzbiorów gwiazd, które przeanalizowaliśmy. Następnie, dzięki wykorzystaniu algorytmów uczenia maszynowego The Cannon określa ilości każdego pierwiastka dla wszystkich 340 000 gwiazd – powiedział Sven Burden z Instytutu Maxa Plancka w Niemczech. Kod został nazwany na cześć Annie Jump Cannon, amerykańskiej astronom żyjącej 100 lat temu, która sklasyfikowała widma około 340 000 gwiazd.
Źródło: Live Science, University of Sydney, fot. N.A. Sharp, NOAO/NSO/Kitt Peak FTS/AURA/NSF
