Walaupun terdapat ribuan tahun penyelidikan dan pemerhatian, masih banyak yang tidak diketahui oleh para astronom mengenai Galaksi Bima Sakti. Pada masa ini, ahli astronomi menganggarkan bahawa ia merangkumi 100,000 hingga 180,000 tahun cahaya dan terdiri daripada 100 hingga 400 bilion bintang. Di samping itu, selama beberapa dekad, ada pertanyaan yang tidak dapat diselesaikan mengenai bagaimana struktur galaksi kita berkembang selama berbilion tahun.
Sebagai contoh, ahli astronomi telah lama mengesyaki bahawa lingkaran galaksi berasal - struktur gergasi bintang yang mengorbit di atas dan di bawah cakera rata Bima Sakti - terbentuk dari serpihan yang ditinggalkan oleh galaksi kecil yang bergabung dengan Bima Sakti. Tetapi menurut kajian baru oleh pasukan astronomi antarabangsa, nampaknya bintang-bintang ini mungkin berasal dari Bima Sakti tetapi kemudian diusir.
Kajian baru-baru ini muncul dalam jurnal Alam semula jadi di bawah tajuk "Dua ketumpatan bintang yang serupa secara kimia di sisi bertentangan satah cakera Galactic". Kajian ini diketuai oleh Margia Bergmann, seorang penyelidik dari Institut Astronomi Max Planck, dan termasuk anggota dari Universiti Nasional Australia, Institut Teknologi California, dan beberapa universiti.
Demi kajian mereka, pasukan bergantung pada data dari W.M. Balai Cerap Keck untuk menentukan corak kelimpahan kimia dari 14 bintang yang terletak di lingkaran galaksi. Bintang-bintang ini terletak di dua struktur lingkaran yang berbeza - Triangulum-Andromeda (Tri-And) dan ketumpatan bintang A13 - yang berada sekitar 14.000 tahun cahaya di atas dan di bawah cakera Bima Sakti.
Seperti yang dijelaskan oleh Bergemann dalam siaran akhbar Keck Observatory:
"Analisis kelimpahan kimia adalah ujian yang sangat kuat, yang memungkinkan, dengan cara yang serupa dengan pemadanan DNA, untuk mengenal pasti populasi induk bintang. Populasi induk yang berbeza, seperti cakera Bima Sakti atau lingkaran cahaya, galaksi satelit kerdil atau kelompok globular, diketahui mempunyai komposisi kimia yang berbeza secara radikal. Oleh itu, setelah mengetahui bintang-bintang itu dibuat, kita dapat segera menghubungkannya dengan populasi induk mereka. "
Pasukan ini juga memperoleh spektrum dari satu tambahan menggunakan Teleskop Sangat Besar European Southern Observatory (VLT) di Chile. Dengan membandingkan komposisi kimia bintang-bintang ini dengan yang terdapat dalam struktur kosmik yang lain, para saintis menyedari bahawa komposisi kimia hampir sama. Bukan sahaja mereka serupa di dalam dan di antara kumpulan yang sedang belajar, mereka juga sangat sesuai dengan corak bintang yang terdapat di cakera luar Bima Sakti.
Dari ini, mereka menyimpulkan bahawa populasi bintang di Galactic Halo terbentuk di Bima Sakti, tetapi kemudian berpindah ke lokasi di atas dan di bawah Galactic Disk. Fenomena ini dikenali sebagai "pengusiran galaksi", di mana struktur ditolak dari bidang Bima Sakti ketika galaksi kerdil besar-besaran melewati cakera galaksi. Proses ini menyebabkan ayunan yang mengeluarkan bintang dari cakera, di mana galaksi kerdil bergerak.
"Getaran dapat dibandingkan dengan gelombang suara dalam alat musik," tambah Bergemann. "Kami menyebutnya 'deringan' di galaksi Bima Sakti 'galactoseismology,' yang telah diramalkan secara teorinya beberapa dekad yang lalu. Kami kini mempunyai bukti yang paling jelas untuk osilasi ini di cakera galaksi kami yang diperoleh setakat ini! "
Pemerhatian ini dimungkinkan berkat Spectrometer Echelle Resolusi Tinggi (HiRES) di Teleskop Keck. Sebagai Judy Cohen, Profesor Astronomi Kate Van Nuys Page di Caltech dan pengarang bersama kajian ini, menjelaskan:
"Hasil throughput dan resolusi spektrum tinggi HIRES sangat penting untuk kejayaan pemerhatian bintang-bintang di bahagian luar Bima Sakti. Faktor utama lain ialah kelancaran Keck Observatory; penunjuk yang baik dan operasi yang lancar membolehkan seseorang mendapat spektrum lebih banyak bintang hanya dalam beberapa malam pemerhatian. Spektrum dalam kajian ini diperoleh hanya dalam satu malam waktu Keck, yang menunjukkan betapa berharganya satu malam pun. ”
Penemuan ini sangat menarik kerana dua sebab. Di satu pihak, ini menunjukkan bahawa bintang halo kemungkinan berasal dari cakera berfikir Galactic - bahagian yang lebih muda dari Bima Sakti. Sebaliknya, ini menunjukkan bahawa cakera Bima Sakti dan dinamika jauh lebih kompleks daripada yang difikirkan sebelumnya. Seperti yang dikatakan oleh Allyson Sheffield dari LaGuardia Community College / CUNY, dan pengarang bersama di atas kertas tersebut:
"Kami menunjukkan bahawa adalah hal yang biasa bagi sekelompok bintang di cakera untuk dipindahkan ke alam yang lebih jauh di Bima Sakti - telah 'diusir' oleh galaksi satelit yang menyerang. Corak kimia yang serupa juga dapat dijumpai di galaksi lain, yang menunjukkan potensi galaksi proses dinamik ini. "
Sebagai langkah seterusnya, para astronom merancang untuk menganalisis spektrum bintang tambahan dalam kepadatan Tri-And dan A13, serta bintang dalam struktur bintang lain yang jauh dari cakera. Mereka juga merancang untuk menentukan jisim dan usia bintang-bintang ini sehingga mereka dapat mengehadkan had masa ketika pengusiran galaksi ini berlaku.
Pada akhirnya, nampaknya satu lagi anggapan lama mengenai evolusi galaksi telah dikemas kini. Dikombinasikan dengan usaha berterusan untuk menyelidiki inti galaksi - untuk melihat bagaimana Lubang Hitam Supermasif dan pembentukan bintang berkaitan - kita nampaknya semakin dekat untuk memahami bagaimana Alam Semesta kita berkembang dari masa ke masa.
