Giống như nhiều thiên hà xoắn ốc khác trong Vũ trụ, Dải Ngân hà bao gồm hai cấu trúc giống như đĩa - đĩa mỏng và đĩa dày. Chiếc đĩa dày, bao bọc chiếc đĩa mỏng, chứa khoảng 20% số sao Milky Way và được cho là cũ hơn của cặp dựa trên thành phần của các ngôi sao của nó (có tính kim loại cao hơn) và tính chất phồng của nó.
Tuy nhiên, trong một nghiên cứu gần đây, một nhóm gồm 38 nhà khoa học do các nhà nghiên cứu từ Trung tâm xuất sắc Úc ARC ARC về vật lý thiên văn trên không gian ba chiều (ASTRO-3D) đã sử dụng dữ liệu từ hiện đã nghỉ hưu Kepler Nhiệm vụ đo lường các ngôi sao trong đĩa Milky Way. Từ đó, họ đã sửa đổi các ước tính chính thức về tuổi của đĩa dày Milky Way, mà họ kết luận là khoảng 10 tỷ năm tuổi.
Nghiên cứu mô tả những phát hiện của họ - có tựa đề là Khảo sát K2-HERMES: tuổi và tính kim loại của đĩa Disc dày - gần đây đã xuất hiện trong Thông báo hàng tháng của Hiệp hội Thiên văn Hoàng gia. Nhóm nghiên cứu được dẫn dắt bởi Tiến sĩ Sanjib Sharma thuộc Viện Thiên văn học Sydney và Trung tâm xuất sắc ARC cho Vật lý thiên văn trên không gian ba chiều (ASTRO-3D) và bao gồm các thành viên từ nhiều trường đại học và viện nghiên cứu.
Để xác định tuổi của đĩa dày, Tiến sĩ Sharma và nhóm của ông đã sử dụng một phương pháp được gọi là phương pháp nghiên cứu về tiểu hành tinh. Điều này bao gồm đo một dao động sao Star gây ra bởi các vì sao, trong đó lớp vỏ của các ngôi sao trải qua những thay đổi đột ngột tương tự như Động đất. Quá trình này cho phép các nhà nghiên cứu tiến hành khảo cổ học thiên hà, nơi họ có thể nhìn lại thời gian để hình thành Dải Ngân hà (hơn 13 tỷ năm trước).
Như Dennis Stello - một giáo sư tại Đại học New South Wales và là đồng tác giả của nghiên cứu - giải thích, điều này cho phép họ xác định cấu trúc bên trong sao Star:
Các trận động đất tạo ra sóng âm bên trong các ngôi sao khiến chúng reo hoặc rung. Các tần số được tạo ra cho chúng ta biết những điều về các đặc tính bên trong của ngôi sao, bao gồm cả tuổi của chúng. Nó có một chút giống như xác định một cây vĩ cầm là Stradivarius bằng cách lắng nghe âm thanh mà nó tạo ra.
Điều quan trọng cần lưu ý là các nhà thiên văn học không thể phát hiện ra âm thanh thực tế của âm thanh do các ngôi sao tạo ra. Thay vào đó, các chuyển động trong phần bên trong của ngôi sao được đo lường dựa trên sự thay đổi độ sáng của ngôi sao. Trước đây, các nhà thiên văn học đã lưu ý rằng các quan sát được thực hiện bởi Kepler nhiệm vụ không phù hợp với các mô hình cấu trúc Milky Way - dự đoán rằng đĩa dày sẽ sở hữu nhiều ngôi sao có khối lượng thấp hơn.
Cho đến bây giờ, vẫn chưa rõ liệu sự khác biệt này là do sự không chính xác trong các mô hình thiên hà hay do một vấn đề trong tiêu chí lựa chọn của các ngôi sao. Sử dụng dữ liệu mới từ K2 Nhiệm vụ, Sharma và các đồng nghiệp của mình thấy rằng đó là trước đây. Về cơ bản, các mô hình thiên hà trước đây cho rằng đĩa dày được tạo ra bởi các ngôi sao có khối lượng thấp, kim loại thấp.
Tuy nhiên, sử dụng K2 dữ liệu sứ mệnh để tiến hành phân tích quang phổ mới, Tiến sĩ Sharma và nhóm của ông xác định rằng thành phần hóa học được tích hợp vào các mô hình hiện tại là không chính xác, dẫn đến ước tính không chính xác về tuổi của chúng. Bằng cách tính đến điều này, Tiến sĩ Sharma và nhóm của ông đã có thể đưa dữ liệu thiên thạch phù hợp với những gì các mô hình thiên hà dự đoán. Như Tiến sĩ Sharma đã giải thích:
Phát hiện này đã làm sáng tỏ một bí ẩn Dữ liệu trước đó về sự phân bố tuổi của các ngôi sao trong đĩa đã không đồng ý với các mô hình được xây dựng để mô tả nó, nhưng không ai biết lỗi nằm ở đâu - trong dữ liệu hoặc mô hình. Bây giờ chúng tôi rất chắc chắn rằng chúng tôi đã tìm thấy nó.
Kể từ khi nó được đưa ra vào năm 2009, dữ liệu được thu thập bởi Kepler Nhiệm vụ đề xuất rằng có nhiều ngôi sao trẻ hơn trong đĩa dày hơn các mô hình dự đoán. Mặc dù nó không được thiết kế chủ yếu để tiến hành khoa học thiên văn, nhưng khả năng đo lường sự thay đổi độ sáng của ngôi sao (rõ ràng là do quá cảnh hành tinh) rất phù hợp để đo các sao.
Sharma Stars chỉ là những dụng cụ hình cầu chứa đầy khí, nhưng sự rung động của chúng rất nhỏ, vì vậy chúng tôi phải xem xét rất cẩn thận, Sharma nói. Các phép đo độ sáng tinh tế được thực hiện bởi Kepler là lý tưởng cho điều đó. Kính thiên văn rất nhạy đến nỗi nó có thể phát hiện ra ánh sáng mờ của đèn pha ô tô khi một con bọ chét đi ngang qua nó.
Những phát hiện này cho thấy ngay cả sau khi hai bánh phản ứng của nó thất bại vào năm 2013, Kepler vẫn có thể tiến hành các quan sát có giá trị như là một phần của nó K2 chiến dịch. Kết quả của nghiên cứu này cũng là một dấu hiệu mạnh mẽ về sức mạnh phân tích của khoa học thiên văn và khả năng ước tính tuổi của các ngôi sao. Nhiều tiết lộ được mong đợi khi các nhà khoa học tiếp tục đổ dữ liệu thu được từ nhiệm vụ trước khi nó ngừng hoạt động vào tháng 11 năm 2018.
Việc phân tích dữ liệu này sẽ được kết hợp với thông tin mới được thu thập bởi Vệ tinh Khảo sát Exoplanet của NASA (TESS) - KeplerNgười kế vị tinh thần, đã lên vũ trụ chỉ bảy tháng trước Kepler đã nghỉ hưu. Thông tin này sẽ cải thiện hơn nữa ước tính tuổi cho nhiều ngôi sao hơn trong đĩa và giúp các nhà thiên văn học tìm hiểu thêm về sự hình thành và tiến hóa của Dải Ngân hà.
