ක්ෂීරපථයේ තැටිය හැදුණු හැටි: දිගුකාලීන ප්‍රශ්නයකට Gaia දත්තවලින් පිළිතුරක්

අපේ මන්දාකිණිය වන ක්ෂීරපථයේ (Milky Way) තාරකා බිලියන සිය ගණනක් තිබෙනවා. ඒවා සර්පිලාකාර හැඩයකට සැකසී තිබුණත්, මන්දාකිණියේ ව්‍යුහය ඊට වඩා සංකීර්ණයි. එය galactic bulge, galactic disk සහ galactic halo කියා කොටස් කිහිපයකට බෙදෙනවා. නව පර්යේෂණයකින් මේ තැටියේ හැදීම ගැන බොහෝ කල් පැවති ප්‍රශ්නයකට පිළිතුරක් ලැබී තිබෙනවා.

Thin disk සහ Thick disk

තැටිය තවත් කොටස් දෙකකට බෙදෙනවා: thin disk සහ thick disk. ඒ දෙක ව්‍යුහයෙන් පමණක් නොව, තුළ ඇති තාරකා වර්ගවලිනුත් වෙනස්.

thin disk එකේ තරුණ තාරකාත්, අපේ සූර්යයා වගේ මැදි වයසේ තාරකාත් තිබෙනවා. සර්පිලාකාර බාහු තිබෙන්නේත්, අපේ සෞරග්‍රහ මණ්ඩලය පිහිටා තිබෙන්නේත් මෙහි. ක්ෂීරපථයේ වායුව සහ දූවිලිවලින් වැඩි කොටසක් ඇත්තේත්, අලුත් තාරකා උපදින්නේත් මෙතැනයි. කලින් ජීවත්ව මියගිය තාරකා පරම්පරාවලින් නිපදවූ නිසා මෙහි metallicity ඉහළයි.

thick disk එක thin disk එකට වඩා ඉදිමුණු, විසිරුණු එකක්. එහි ඇත්තේ පුරාණ තාරකා. අලුත් තාරකා සෑදෙන්නේ ඇත්තෙන්ම නැති තරම්. metallicity එක thin disk එකට වඩා බෙහෙවින් අඩුයි. තාරකා විද්‍යාඥයන් සමහර විට එය “තාරකාමය පොසිල වාර්තාවක්” ලෙස හඳුන්වනවා.

තරඟකාරී පැහැදිලි කිරීම් දෙක

මේ තැටි හැදුණු හැටි ගැන පැහැදිලි කිරීම් දෙකක් තිබුණා. පළමුවැන්නට අනුව, තාරකා උපදින්නේ thin disk එකේ. කාලයත් සමඟ වායු වලාකුළු, සර්පිලාකාර බාහු, නැත්නම් මැද තිබෙන bar එක සමඟ ඇතිවන ගැටීම්වලින් සමහර තාරකා තැටි තලයෙන් ඈතට තල්ලු වෙනවා.

දෙවැන්නට අනුව, අභ්‍යන්තර තැටියේ තාරකා උපදින විට, ඒවා හැදෙන වායුව තවත් තුනී තැටියකට සංසුන් වෙනවා. මේ අනුව එක් එක් තාරකා පරම්පරාව උපදින්නේ කලින් එකට වඩා තුනී තැටියක.

මේ දෙකෙන් නිවැරදි එක තෝරන්න තාරකාවල වයස නිවැරදිව මැනිය යුතුයි. විශේෂයෙන් පැරණිතම තාරකා සඳහා ඒක ඉතා අමාරුයි.

නව අධ්‍යයනය

The Astrophysical Journal Letters හි පළ වූ “A Two-stage Settling of the Milky Way Disk Revealed by Precise ChronoGal Ages” නම් පර්යේෂණයේ ප්‍රධාන කතුවරයා ඩේවිඩ් මිරබාල් (David Mirabal). ඔහු Instituto de Astrofisica de Canarias (IAC) හි pre-doctoral පර්යේෂකයෙක්. 2022 ජූනි මාසයේ නිකුත් කළ Gaia Data Release 3 දත්ත මේ කණ්ඩායම භාවිත කළා. තාරකා වයස් විග්‍රහ කරන පර්යේෂකයන්ගේ සහයෝගිතාවකින් එළිදැක්වූ පත්‍රිකා කිහිපයෙන් එකක් මෙය.

colour-magnitude diagram fitting ක්‍රමයෙන් ඔවුන් තාරකා සංගහවල age-metallicity ව්‍යාප්තිය ගණනය කළා. තැටියේ තාරකාවල සිරස් පැතිකඩත්, එනම් ඒවා තැටි දෙකෙන් කුමකද තිබෙන්නේ කියාත් අධ්‍යයනය කළා.

වසර බිලියන 10.8ට පෙර සිදු වූ වෙනස

මුල් කාලයේ ක්ෂීරපථයේ වායුව වඩාත් කැළඹිලි සහගතව තිබුණු අතර, මන්දාකිණිය සිරස් අතට එක ඝන තැටියක් ලෙස ඉදිමී තිබුණා. තාරකා උපත ලැබුවේ මේ thick disk එකේ. කාලයත් සමඟ වායුව සංසුන් වී, සිසිල් වී, හැකිළී thick disk එක තුළ තුනී තැටියක් සෑදුණා.

මෙහි ප්‍රධාන තර්කය වන්නේ Big Bang එකෙන් වසර බිලියන දෙකක් පමණ පසු, වසර බිලියන 10.8කට පමණ පෙර පැහැදිලි බිඳීමක් සිදු වී තිබීමයි. එතෙක් තැටිය වේගයෙන් පැතලි වුණා. වසර බිලියන 2ක් පමණ කාලයකදී එහි ඝණකම ආලෝක වර්ෂ 4,100ක් පමණ සිට ආලෝක වර්ෂ 1,600ක් පමණ දක්වා අඩු වුණා. ඉන්පසු තුනී වීම මන්දගාමී වී, ආලෝක වර්ෂ 400ක් පමණ ඝණකමකට පැමිණියා.

මෙයින් පෙනෙන්නේ තැටියේ ව්‍යුහය ඝන තට්ටුවේ සිට ඇතුළට වර්ධනය වූ, “උඩු යටිකුරු” ක්‍රියාවලියක් බවයි. thick disk එකේ පැරණි තාරකා ගැටීම්වලින් එහි විසිරී ගියා නොවෙයි; තැටිය මුළුමුනින්ම ඝන වූ කාලයේ ඒවා එහිම උපත ලැබුවා. පසුව තාරකා පරම්පරා සෑදුණේ ක්‍රමයෙන් තුනී වන තැටියක.

අදට අදාළ ප්‍රතිඵලය

එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස අද thick disk එකේ ඇත්තේ පැරණි, metal-poor තාරකා සහ අලුත් තාරකා සෑදීමට වායු ඇත්තෙන්ම නැති තරම් තත්ත්වයක්. thin disk එකේ තරුණ තාරකා ඇති අතර, බොහෝ තාරකා උපත ලබන්නේත් අලුත් තාරකා සඳහා වායුවෙන් වැඩි කොටසක් ඇත්තේත් එහි.

පර්යේෂකයන් ශක්තිමත්ව සහාය දක්වන්නේ කාල අවධි දෙකක් සහිත තත්ත්වයකටයි: thick disk එක බිහි කළ ඉතා කැළඹිලි සහගත මුල් යුගයක්, ඉන්පසු thin disk එක හැදූ වඩාත් සන්සුන්, වායුව ක්‍රමයෙන් සංසුන් වූ කාලයක්.

මිරබාල් පවසන්නේ මෙය තාරකා භෞතික විද්‍යාවේ සම්භාව්‍ය ගැටලුවක් විසඳන ප්‍රතිඵලයක් බවයි. සමාකරණවලදී තැටි හැදීමේ ආකෘති දෙකම සිදුවිය හැකි වුවත්, ක්ෂීරපථයේ සිදු වූයේ කුමක්ද කියා තීරණය කරන නිරීක්ෂණමය සාක්ෂි නොතිබුණා. මුල් අවධිය සම්බන්ධයෙන් ආකෘති දෙකෙන් එකක් පිළිබඳ පළමු පැහැදිලි නිරීක්ෂණමය සාක්ෂිය මෙය බවත්, පැරණි තාරකාවල වයස් ඉහළ නිරවද්‍යතාවයෙන් ලබාගැනීමෙන් එය කළ හැකි වූ බවත් ඔහු කියනවා.

---

මූලාශ්‍රය: Universe Today — A Stubborn Question Answered: New Research Reveals How the Milky Way’s Disk Formed