Seperti galaksi lingkaran lain di Alam Semesta, Galaksi Bima Sakti terdiri daripada dua struktur seperti cakera - cakera nipis dan cakera tebal. Cakera tebal, yang menyelimuti cakera nipis, mengandungi kira-kira 20% bintang Bima Sakti dan dianggap lebih tua dari pasangan berdasarkan komposisi bintangnya (yang mempunyai logam yang lebih besar) dan sifatnya yang lebih lembut.
Namun, dalam satu kajian baru-baru ini, sepasukan 38 saintis yang diketuai oleh penyelidik dari Pusat Kecemerlangan ARC Australia untuk Semua Langit Astrofizik dalam Tiga Dimensi (ASTRO-3D) menggunakan data dari yang kini bersara Kepler misi untuk mengukur gempa di cakera Bima Sakti. Dari ini, mereka telah menyemak semula anggaran rasmi mengenai usia cakera tebal Bima Sakti, yang mereka simpulkan berusia sekitar 10 bilion tahun.
Kajian yang menerangkan penemuan mereka - bertajuk "The K2-HERMES Survey: umur dan logam logam cakera tebal" - baru-baru ini muncul di Makluman Bulanan Persatuan Astronomi Diraja. Pasukan penyelidik diketuai oleh Dr. Sanjib Sharma dari Sydney Institute for Astronomy dan ARC Center of Excellence for All Sky Astrophysics in Three Dimensions (ASTRO-3D) dan termasuk anggota dari pelbagai universiti dan institusi penyelidikan.
Untuk menentukan usia cakera tebal, Dr. Sharma dan pasukannya menggunakan kaedah yang dikenali sebagai asteroseismology. Ini terdiri daripada mengukur ayunan bintang yang disebabkan oleh gempa bintang, di mana kerak bintang mengalami pergeseran mendadak yang serupa dengan Gempa Bumi. Proses ini membolehkan para penyelidik melakukan "galaksi-arkeologi", di mana mereka dapat melihat kembali masa ke masa pembentukan Bima Sakti (lebih dari 13 bilion tahun yang lalu).
Seperti yang dijelaskan oleh Dennis Stello - profesor bersekutu di University of New South Wales dan pengarang bersama kajian ini, ini membolehkan mereka menentukan struktur dalaman bintang:
"Gempa menghasilkan gelombang suara di dalam bintang yang membuatnya berdering, atau bergetar. Frekuensi yang dihasilkan memberitahu kita tentang sifat dalaman bintang, termasuk usia mereka. Ia seperti mengenali biola sebagai Stradivarius dengan mendengar suara yang dihasilkannya. "
Penting untuk diperhatikan bahawa ahli astronomi tidak dapat mengesan "bunyi" sebenar yang dihasilkan oleh bintang. Sebaliknya, pergerakan di bahagian dalam bintang diukur berdasarkan perubahan kecerahan bintang. Sebelumnya, para astronom telah memperhatikan bahawa pemerhatian yang dilakukan oleh Kepler misi tidak sesuai dengan model struktur Bima Sakti - yang meramalkan bahawa cakera tebal akan mempunyai lebih banyak bintang berjisim rendah.
Hingga kini, tidak jelas apakah perbezaan ini disebabkan oleh ketidaktepatan model galaksi, atau kerana masalah dalam kriteria pemilihan bintang. Menggunakan data baru dari K2 misi, Sharma dan rakan-rakannya mendapati bahawa ia adalah yang pertama. Pada asasnya, model galaksi sebelumnya menganggap bahawa cakera tebal dihuni oleh bintang berjisim rendah dan rendah logam.
Walau bagaimanapun, menggunakan K2 data misi untuk melakukan analisis spektroskopi baru, Dr. Sharma dan pasukannya menetapkan bahawa komposisi kimia yang dimasukkan ke dalam model yang ada tidak betul, yang menyebabkan anggaran yang tidak tepat mengenai usia mereka. Dengan mempertimbangkan hal ini, Dr. Sharma dan pasukannya dapat menyesuaikan data asteroseismik dengan apa yang diramalkan oleh model galaksi. Seperti yang dijelaskan oleh Dr. Sharma:
"Penemuan ini membersihkan misteri ... Data sebelumnya mengenai taburan usia bintang dalam cakera tidak setuju dengan model yang dibina untuk menggambarkannya, tetapi tidak ada yang tahu di mana kesalahan terletak - dalam data atau model. Sekarang kami cukup yakin bahawa kami menjumpainya.
Sejak dilancarkan pada tahun 2009, data yang dikumpulkan oleh Kepler misi menunjukkan bahawa terdapat banyak bintang yang lebih muda dalam cakera tebal daripada model yang diramalkan. Walaupun ia tidak dirancang untuk menjalankan astroarkaeologi, kemampuannya untuk mengukur perubahan kecerahan bintang (nampaknya disebabkan oleh transit planet) sangat sesuai untuk mengukur gempa bintang.
"Bintang hanyalah instrumen sfera penuh dengan gas, tetapi getarannya kecil, jadi kita harus melihat dengan teliti," kata Sharma. "Pengukuran kecerahan indah yang dibuat oleh Kepler sesuai untuk itu. Teleskop itu sangat sensitif sehingga dapat mengesan peredupan lampu depan kereta ketika kutu berjalan menyeberangnya. "
Penemuan ini menunjukkan bahawa walaupun dua roda tindak balasnya gagal pada tahun 2013, Kepler masih dapat melakukan pemerhatian yang berharga sebagai sebahagian daripadanya K2 kempen. Hasil kajian ini juga merupakan petunjuk kuat mengenai kekuatan analisa asteroseismologi dan kemampuannya untuk menganggarkan usia bintang. Lebih banyak pendedahan dijangka kerana para saintis terus mencurahkan data yang diperoleh oleh misi tersebut sebelum ia berhenti beroperasi pada bulan November 2018.
Analisis data ini akan digabungkan dengan maklumat baru yang dikumpulkan oleh NASA Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) - KeplerPengganti rohani, yang mengambil tempat hanya tujuh bulan sebelumnya Kepler bersara. Maklumat ini akan meningkatkan lagi anggaran usia untuk lebih banyak bintang dalam cakera dan membantu ahli astronomi untuk mengetahui lebih lanjut mengenai pembentukan dan evolusi Bima Sakti.
