Kopš mūsdienu astronomijas dzimšanas zinātnieki ir centušies pilnībā noteikt Piena ceļa galaktiku un uzzināt vairāk par tās struktūru, veidošanos un evolūciju. Saskaņā ar pašreizējām teorijām tiek plaši uzskatīts, ka Piena ceļš izveidojās neilgi pēc Lielā sprādziena (aptuveni pirms 13,51 miljardiem gadu). Tas bija rezultāts pirmajām zvaigznēm un zvaigžņu kopām, kas saplūda, kā arī gāzei uzkrāties tieši no Galaktikas halo.
Kopš tā laika tiek uzskatīts, ka vairākas galaktikas ir apvienojušās ar Piena Ceļu, kas izraisīja jaunu zvaigžņu veidošanos. Bet saskaņā ar Japānas pētnieku komandas jaunu pētījumu mūsu galaktikai ir bijusi vētraināka vēsture, nekā tika domāts iepriekš. Pēc viņu atklājumiem, Piena ceļš piedzīvoja pasīvu laikmetu starp diviem zvaigžņu veidošanās periodiem, kas ilga miljardiem gadu, faktiski mirstot, pirms viņi atkal atgriezās dzīvē.
Viņu pētījums ar nosaukumu “Saules apkaimes zvaigžņu veidošanās divās paaudzēs, kuras atdala 5 miljardi gadu” nesen parādījās zinātniskajā žurnālā Daba. Pētījumu veica Masafumi Noguchi, Japānas Tohoku universitātes Astronomijas institūta astronoms. Izmantojot jauno ideju, kas pazīstama kā “aukstās plūsmas palielināšana”, Noguchi aprēķināja Piena ceļa attīstību 10 miljardu gadu laikā.
Šo aukstās gāzes uzkrāšanās ideju vispirms ierosināja Avishai Dekel - Andre Aisenstadt teorētiskās fizikas katedra Ebreju universitātē Jeruzalemē - un viņa kolēģi, lai izskaidrotu, kā galaktikas veidošanās laikā no apkārtējās telpas izdala gāzi. Divpakāpju veidošanās koncepciju jau iepriekš ir ierosinājis Yuval Birnboim - Ebreju universitātes vecākais pasniedzējs - un kolēģi, lai ņemtu vērā masīvāku galaktiku veidošanos mūsu Visumā.
Tomēr, pēc Piena ceļa modeļa uzbūves, izmantojot tā zvaigžņu sastāva datus, Noguchi secināja, ka arī mūsu pašu galaktika piedzīvoja divus zvaigžņu veidošanās posmus. Pēc viņa pētījuma, Piena ceļa vēsturi var izprast, aplūkojot tā zvaigžņu elementāros sastāvus, kas ir gāzu sastāva rezultāts, no kura tie veidojas.
Aplūkojot zvaigznes Saules apkaimē, daudzi astronomiski apsekojumi ir atzīmējuši, ka ir divas grupas, kurām ir atšķirīgs ķīmiskais sastāvs. Viens ir bagāts ar elementiem, piemēram, skābekli, magniju un silīciju (alfa elementiem), bet otrs ir bagāts ar dzelzi. Šīs dihotomijas iemesls ir ilgstošs noslēpums, taču Noguchi modelis sniedz iespējamu atbildi.
Saskaņā ar šo modeli, Piena ceļš sākās, kad galaktikā bija uzkrājušās aukstas gāzes plūsmas un noveda pie pirmās zvaigznes paaudzes veidošanās. Šajā gāzē bija alfa elementi II tipa īslaicīgu supernovu rezultātā - kad zvaigzne dzīves cikla beigās piedzīvo kodola sabrukumu un pēc tam eksplodē -, atbrīvojot šos elementus starpgalaktiskajā vidē. Tas noveda pie tā, ka pirmās zvaigznes paaudze bija bagāta ar alfa elementiem.
Pēc tam, apmēram pirms 7 miljardiem gadu, parādījās šoka viļņi, kas uzsildīja gāzi līdz augstā temperatūrā. Tas izraisīja aukstās gāzes pārstāšanu plūst mūsu galaktikā, izraisot zvaigžņu veidošanās pārtraukšanu. Mūsu galaktikā turpinājās miera režīms divu miljardu gadu laikā. Šajā laikā ilgstošas Ia tipa supernovas - kas rodas binārās sistēmās, kurās baltais punduris pamazām sifonē materiālu no sava pavadoņa - starpgalaktiskajā gāzē ievadīja dzelzi un mainīja tā elementāro sastāvu.
Laika gaitā starpgalaktiskā gāze sāka atdzist, izstarojot starojumu, un sāka ienākt atpakaļ galaktikā pirms 5 miljardiem gadu. Tas noveda pie otrās zvaigznes veidošanās paaudzes, kurā ietilpa arī mūsu Saule, kurai bija daudz dzelzs. Lai arī divpakāpju veidošanās iepriekš ir ieteikusi daudz masīvākām galaktikām, Noguchi spēja apstiprināt, ka tas pats attēls attiecas arī uz mūsu pašu Piena ceļu.
Turklāt citi pētījumi ir norādījuši, ka tas pats var notikt ar Piena Ceļa tuvāko kaimiņu Andromedas galaktiku. Īsāk sakot, Noguchi modelis paredz, ka masīvās spirālveida galaktikās rodas zvaigžņu veidošanās plaisa, turpretī mazākas galaktikas padara zvaigznes nepārtraukti.
Nākotnē esošo un nākamās paaudzes teleskopu novērojumi, visticamāk, sniegs papildu pierādījumus par šīm parādībām un pastāstīs mums daudz vairāk par galaktiku veidošanos. No tā arī astronomi varēs izveidot arvien precīzākus modeļus tam, kā laika gaitā attīstījās mūsu Visums.
