天文学家首次较为明确地定位了银河系恒星形成盘的边缘。 Последние исследования показывают, что активность звездообразования в Млечном Пути сосредоточена в основном в пределах 40 000 световых лет от галактический центр. Хотя звезды все еще существуют за пределами этого диапазона, большинство из них не рождаются недавно, а, скорее всего, постепенно мигрировали из недр Млечного Пути.

Согласно общим правилам эволюции дисковых галактик, звездообразование обычно демонстрирует характеристики развития «изнутри наружу»: галактика сначала формирует звезды в центральной области, а затем область звездообразования постепенно расширяется наружу. Поэтому, как правило, чем дальше от центра, тем моложе звезда. Исследование, проведенное под руководством Карла Фитни и завершенное под руководством Джозефа Каруаны и Виктора ДеБатисты, проанализировало более 100 000 звезд-гигантов и в сочетании с передовым компьютерным моделированием показало, что эта закономерность меняется на противоположную в области примерно от 35 000 до 40 000 световых лет от центра галактики: за пределами этого расстояния звезды снова стареют.

Область, соответствующая самой низкой точке кривой, представляет собой резкое снижение активности звездообразования и поэтому считается границей диска звездообразования Млечного Пути. Исследователи заявили, что то, как далеко простирается звездообразующий диск Млечного Пути, уже давно является важным нерешенным вопросом в «галактической археологии». Путем картирования распределения изменений возраста звезд по галактическому диску этот вопрос наконец получил более ясный и поддающийся количественной оценке ответ.

Что касается источников данных, в этом исследовании всесторонне использовались данные двух спектральных исследований, LAMOST и APOGEE, а также измерения со спутника Gaia Европейского космического агентства. Объектами исследования являются в основном звезды ветви красных гигантов, поскольку возраст таких звезд можно оценить с высокой точностью. Соответствующие результаты опубликованы в журнале «Астрономия и астрофизика».

Что касается звезд за пределами границы, исследователи полагают, что они, скорее всего, не образуются на месте, но не являются результатом слияния материалов из инопланетных карликовых галактик или галактик-спутников. Более разумное объяснение состоит в том, что эти звезды первоначально сформировались во внутреннем диске Млечного Пути, а затем постепенно мигрировали наружу в течение длительного периода времени. Виктор ДеБаттиста, член исследовательской группы, отметил, что большинство звезд внешнего диска движутся по почти круговым орбитам, а это означает, что они, должно быть, сформировались в самом галактическом диске, а не из внешней системы.

Исследователи описывают этот процесс как серфера, которого волна выталкивает на берег: волны плотности, возбуждаемые спиральными рукавами Млечного Пути, будут продолжать выталкивать звезды наружу и в конечном итоге «переносить» их в более отдаленные регионы. Поскольку миграция в более отдаленные места занимает больше времени, самые отдаленные звезды, как правило, являются самыми старыми. Именно этот механизм внешней миграции заставляет возраст звезд снова увеличиваться за пределами диска звездообразования.

Фактически, подобные U-образные распределения возраста ранее появлялись при моделировании дисковых галактик, а также были косвенно выведены из наблюдательных исследований других галактик. Это означает, что Млечный Путь не является особым случаем, а следует более общей схеме эволюции дисковых галактик; граница, выявленная на этот раз, вероятно, соответствует универсальной вращающейся структуре в эволюции спиральных галактик.

Однако механизм, препятствующий звездообразованию за этой границей, до сих пор неясен. Исследователи предложили два возможных объяснения: во-первых, гравитация центральной перемычки Млечного Пути может удерживать газ в пределах определенного радиуса; во-вторых, в краевой области Млечного Пути существует очевидная деформация, и эта искривленная структура может нарушить процесс звездообразования во внешних областях.

Ожидается, что в будущем новое поколение наблюдательного оборудования поможет астрономам прояснить этот вопрос. К ним относятся спектрограф 4MOST Европейской южной обсерватории, который увидел свой «первый свет» в октябре прошлого года, и спектрограф WEAVE, установленный на телескопе Уильяма Гершеля на Ла-Пальме, Канарские острова. Поскольку изучение галактической археологии продолжает развиваться, ученые надеются не только получить более глубокое понимание прошлого и будущего Млечного Пути, но и объяснить эволюцию более похожих галактик.