Якою була б наша галактика, якби ми спостерігали за нею з відстані мільйонів світлових років

Гіпотетичні сторонні спостерігачі можуть бачити 100 мільярдів зірок Чумацького Шляху не більше, ніж крихітною світловою плямою на своєму нічному небі. Але якби вони проаналізували частоти світла в цій плямі, то могли б розшифрувати, з чого складається наша галактика. Як же виглядає хімічний склад Чумацького Шляху з відстані мільйонів світлових років?

Дивіться також Як астрономи вивчають Всесвіт за допомогою радіотелескопів

100 мільйонів років звідси

Дослідження, проведене Інститутом астрономії Макса Планка в Німеччині та Університетом Юньнань у Китаї, дало відповідь на це питання: наша галактика дивакувата, хоча й не єдина в своєму роді. Чумацький Шлях виділяється серед інших галактик подібного розміру тим, що концентрація металів, яка є дуже низькою в центрі, зростає до середини, а потім спадає на околицях. Для порівняння, розподіл металів в інших галактиках набагато "пласкіший", більше схожий на млинець, ніж на пончик.

Астрономи використовують слово "метал" для позначення всіх елементів, важчих за водень і гелій. Ядра водню і гелію утворилися приблизно через три хвилини після Великого вибуху, а електрони приєдналися до них приблизно через 380 000 років, щоб утворити атоми. Важчі елементи є продуктом мільярдів років зоряної еволюції, і їм потрібно більше часу, щоб виникнути. З цієї причини зірки, які народилися раніше в історії Всесвіту, як правило, містять менше металів, ніж ті, що народилися пізніше.

• Дослідники порівняли наш Чумацький Шлях з 321 галактикою схожої маси, які спостерігалися в рамках дослідження Mapping Nearby Galaxies at Apache Point Observatory (MaNGA). Вони виявили, що лише один відсоток цих галактик відповідає Чумацькому Шляху з точки зору розподілу металів.
• Дослідники також порівняли Чумацький Шлях зі 134 галактиками, створеними в симуляції Всесвіту TNG50, яка моделює еволюцію десятків тисяч галактик протягом 13,8 мільярда років. Тут лише 11 відсотків змодельованих галактик були схожі на нашу.

Чому наш Чумацький Шлях такий дивний?

Є кілька пояснень.

• Можливо, старі зорі з меншим вмістом металів використали всі свої ресурси в центрі галактики. Це також означало б, що там народилося мало молодих зірок, що пояснювало б зниження вмісту металів у центрі.
• Або ж надмасивна чорна діра в центрі Чумацького Шляху взагалі могла своїм випромінюванням ускладнювати зореутворення в центрі.
• Дефіцит металів на краях Чумацького Шляху може бути спричинений і тим, що наша галактика злилася й поглинула іншу галактику з низьким вмістом металів. 
• Ще одна можливість полягає в тому, що оцінка розміру зоряного диска Чумацького Шляху була помилковою, і буде уточнена в майбутніх дослідженнях.