В гало Млечного Пути нашли звёзды с химией тонкого диска на вытянутых орбитах

Группа астрономов под руководством Лаис Борболато из Университета Сан-Паулу выделила в данных спектроскопического обзора APOGEE богатые металлами звёзды с химией тонкого диска Млечного Пути, которые движутся по орбитам, типичным для гало. Работа опубликована в The Astrophysical Journal Letters. Авторы называют эту группу низко-альфа Splash.

Классический Splash («всплеск») состоит из звёзд старше 10 млрд лет, богатых металлами и магнием относительно железа. По химическому составу они похожи на толстый диск, но их орбиты вытянуты, с эксцентриситетом больше 0,6. Чаще всего их считают звёздами диска, которые разбросало слияние с карликовой галактикой Гайя-Сосиска/Энцелад 9–11 млрд лет назад. Предлагались и другие объяснения: рассеяние на массивных звездообразующих сгустках и малые слияния. Недавние работы показали, что звёзды с низким содержанием альфа-элементов появились уже в первый миллиард лет вместе с высоко-альфа диском. Авторы предположили, что механизм, разогревший классический Splash, должен был затронуть и их.

Команда использовала спектры APOGEE DR17 и астрометрию Gaia DR3. После отбора по качеству в выборке осталось 108 911 красных гигантов; после дополнительных отсечений — 68 734 низко-альфа и 25 676 высоко-альфа звёзд. Кандидатов в Splash отбирали по азимутальной скорости вокруг центра Галактики: ниже 100 км/с.

Сгустки и слияние в моделях

Чтобы проверить возможные механизмы, авторы сравнили четыре модели галактики-аналога Млечного Пути из набора симуляций GASTRO: со звездообразующими сгустками и без них, со слиянием и без него. Сгустки в моделях имеют массу 30–100 млн масс Солнца и живут от 35 до 300 млн лет. В первые полмиллиарда лет на них приходится до 10–20% звёздной массы диска, а примерно к 3 млрд лет эволюции модели они исчезают. Население Splash, включая его низко-альфа часть, появилось только в моделях со сгустками. Модель, где было слияние, но не было ранней фазы сгустков, такого населения не дала. В симуляциях низко-альфа Splash оказывается частью старого тонкого диска, разогретой тем же механизмом, что и классический Splash.