Диск Млечного Пути рос и нагревался по-разному в разные эпохи

Авторы не просто посмотрели на звёзды в диске Млечного Пути, а собрали из их возраста, химического состава и движения одну общую историю. Для этого они построили модель, которая одновременно учитывает, как Галактика росла изнутри наружу, как менялся состав газа, как звёзды постепенно «разъезжались» по диску и как их орбиты со временем становились более хаотичными из-за нагрева.

Главная идея была в том, чтобы подогнать такую модель к данным LAMOST для субгигантов — это звёзды на коротком этапе жизни, по которым удобно оценивать возраст. Причём авторы разделили диск на две части, с разным содержанием α-элементов, то есть элементов, связанных с разными эпохами звездообразования. Самое важное здесь — они не задавали историю миграции и нагрева заранее в жёстком виде, а восстанавливали её гибко, по частям, с помощью сплайнов, то есть плавных кривых, которые хорошо описывают изменения без навязанной формы.

Из этого вышла первая для Млечного Пути непараметрическая карта того, как именно менялись миграция и нагрев звёзд во времени. Выяснилось, что «перемешивание» звёзд в диске шло очень неравномерно: изменения по радиусу и по вертикали были намного слабее, чем по азимуту, то есть вдоль вращения диска. Ещё важнее, что эффективность радиальной миграции — того, как сильно звёзды уходили дальше или ближе к центру — менялась в момент, когда диск разделился на два компонента. Для раннего, high-α диска эта миграция была сильнее, чем для более позднего low-α диска.

Авторы связывают такой перелом с двумя возможными событиями: либо тогда сформировалась галактическая перемычка, которая могла резко разгонять звёзды наружу, либо в диске заметно уменьшилась доля газа, и из-за этого стал формироваться новый, low-α компонент. Заодно модель показала, что химический градиент газа в диске — разница в содержании тяжёлых элементов от центра к краю — с момента рождения диска менялся совсем немного.