Hvor går egentlig grensen til Melkeveien? Spørsmålet er langt vanskeligere å besvare enn det kan høres ut som.
Vi befinner oss tross alt inne i vår egen galakse, og da er det ikke enkelt å avgjøre hvor «kanten» ligger. I tillegg er selve begrepet uklart: Melkeveien slutter ikke brått, men blir gradvis tynnere jo lenger man kommer fra sentrum.
En ny studie ledet av forskere som opprinnelig var tilknyttet Universitetet på Malta, mener likevel å kunne peke ut et tydelig skille. Forskerne foreslår å definere «kanten» som yttergrensen for området der nye stjerner dannes.
I artikkelen viser de at dette stjernedannende området ser ut til å ta slutt mellom 11,28 og 12,15 kiloparsec fra galaksens sentrum, som tilsvarer rundt 40.000 lysår.
For å komme frem til dette måtte forskerne gjøre en omfattende analyse. De undersøkte alderen til mer enn 100.000 kjempestjerner ved å kombinere data fra flere store kartlegginger av Melkeveien, blant annet APOGEE-DR17, LAMOST-DR3 og Gaia.
Materialet avdekket et mønster i sammenhengen mellom hvor stjerner befinner seg i galaksen og hvor gamle de er. Forskerne beskriver dette som en U-formet kurve: Stjerner nær sentrum er i snitt eldre, så blir de gradvis yngre utover til et bestemt punkt, før de igjen blir eldre lenger ute.
Det punktet der alderen slutter å falle og begynner å stige, tolkes som slutten på det stjernedannende området – og dermed som galaksens «kant» i denne definisjonen.
Hvorfor oppstår en slik U-kurve? Ifølge forskerne skyldes det flere forhold. Nær galaksens sentrum fantes det tidligere mer gass og støv, noe som ga grunnlag for tidlig og omfattende stjernedannelse. Dermed finner man mange gamle stjerner der i dag.
Lenger ut er gass og støv mer spredt, og det tar lengre tid før tyngdekraften klarer å samle materiale nok til å starte stjernedannelse. Resultatet blir at stjernene gradvis blir yngre utover – helt til man når den foreslåtte yttergrensen.
Men hvis stjernedannelsen stopper, hvorfor finnes det fortsatt stjerner utenfor denne grensen, og hvorfor er de ofte eldre? Studien peker på at de ytre områdene i stor grad er fylt av «migrantstjerner» som ble dannet innenfor det stjernedannende beltet, men som senere har blitt flyttet utover.
Forskerne trekker frem to hovedmekanismer som kan drive slik migrasjon: gravitasjonspåvirkning fra spiralarmene, og effekten av den såkalte sentrale stangen i Melkeveien. Begge kan endre stjernenes baner over tid og i noen tilfeller sende dem utover, som i en slags gravitasjonell slyng.
Studien forsøker også å forklare hvorfor det finnes et forholdsvis tydelig «kutt» i stjernedannelsen rundt 40.000 lysår. Tre mulige forklaringer nevnes. Den første er en dynamisk effekt knyttet til den sentrale stangen, kalt ytre Lindblad-resonans, som kan forstyrre gassflyten og bidra til at gass holdes tilbake i de indre delene av galaksen.
Den andre forklaringen er at galakseskiven får en «bøy» eller vridning på omtrent denne avstanden, noe som kan spre gassen over et større volum og dermed gjøre den mindre konsentrert.
Den tredje muligheten er at gassen rett og slett blir for tynn: Når tettheten blir lav nok, kan den ha problemer med å kjøles ned og klumpe seg sammen på måten som kreves for å starte ny stjernedannelse.
Forskerne mener funnene har konsekvenser for hvordan Melkeveien klassifiseres og forstås. De beskriver galaksen som en Type-II skivegalakse, der lysstyrken og stjernetettheten avtar ekstra tydelig etter en bestemt radius, et mønster som også skal være vanlig blant lignende galakser i vårt nærområde i universet.
Kanskje viktigst er likevel at studien kan gi et klarere bilde av overgangen mellom den delen av Melkeveien som fortsatt produserer nye stjerner, og de roligere, mer spredte ytterområdene. Det gjør det lettere å plassere vårt eget solsystem i en større sammenheng – i en galakse som er både aktiv og vidstrakt, men ikke uendelig.
