పాలపుంత రెండు దశల్లో చదునైంది

మన గెలాక్సీ డిస్క్‌ను సాధారణంగా ఒకదానిలో రెండు డిస్క్‌లుగా వర్ణిస్తారు: గతిశీలంగా “చల్లని”, యువతరమైన సన్నని డిస్క్, మరింత “వేడి”, పాతదైన మందమైన డిస్క్. నక్షత్రాలు తాము ఎక్కడ, ఎలా ఏర్పడ్డాయో జ్ఞాపకాన్ని నిలుపుకుంటాయి, దాంతో అవి గెలాక్సీ నిర్మాణ క్రమానికి శిలాజాలవుతాయి — ఇది గెలాక్సీ పురావస్తు శాస్త్రపు అంశం.

పాత నక్షత్రాలు తలం నుంచి మరింత ఎత్తుకు విస్తరిస్తాయని తెలుసు. కానీ ఎందుకు? రెండు వివరణలు పోటీపడుతున్నాయి:

• నెమ్మదైన తాపనం: నక్షత్రాలు వాయువు యొక్క సన్నని, చల్లని పొరలో పుడతాయి, బిలియన్ల సంవత్సరాల్లో భారీ అణు మేఘాలు, సర్పిలాకార భుజాలు, కేంద్ర దండం వాటి కక్ష్యలను తోస్తూ, అవి మరింత ఎత్తుకు తిరిగేలా చేస్తాయి.
• తలకిందుల నిర్మాణం: యువ గెలాక్సీ వాయు డిస్క్ స్వయంగా మందంగా, అల్లకల్లోలంగా ఉండేది, భారీ పదార్థ సంచయనం, విలీనాలు, తీవ్రమైన ఫీడ్‌బ్యాక్‌తో కలచబడేది; పాత నక్షత్రాలు కేవలం పుట్టుకతోనే మందంగా ఉన్నాయి, తర్వాత వాయువు చల్లబడి స్థిరపడింది.

వీటిని వేరు చేయడానికి నక్షత్రాల సంపూర్ణ నమూనాలకు కచ్చితమైన వయసులు అవసరం — ముఖ్యంగా విషయాలు వేగంగా జరిగిన తొలి కాలాలకు.

గుంపుగా నక్షత్రాల వయసు నిర్ణయం

ఇన్‌స్టిట్యూటో డి ఆస్ట్రోఫిసికా డి కనారియాస్‌కు చెందిన డేవిడ్ మిరాబల్ (David Mirabal), కార్మె గయార్ట్ (Carme Gallart), సహచరులు, గ్రనడా, టెరామో, విక్టోరియా (కెనడా) భాగస్వాములతో కలిసి ChronoGal ప్రాజెక్టుపై పనిచేస్తున్నారు. నక్షత్రాల వయసును ఒక్కొక్కటిగా నిర్ణయించే బదులు, యూరప్ గయా (Gaia) ఉపగ్రహం (దత్తాంశ విడుదల 3) కొలిచిన సూర్యుడికి దగ్గరి నక్షత్రాల మొత్తం రంగు–ప్రకాశ పరిమాణ రేఖాచిత్రాన్ని కృత్రిమ నక్షత్ర జనాభాల కలయికలతో సరిపోలుస్తారు. ఫలితంగా ప్రతి వయసులో, ప్రతి లోహత్వంలో ఎన్ని నక్షత్రాలు ఏర్పడ్డాయో చూపే పటం వస్తుంది, వయసుల కచ్చితత్వం 5% కంటే మెరుగు — అత్యంత పాత నక్షత్రాలకు సుమారు అర బిలియన్ సంవత్సరాలు.

వారు గెలాక్సీ తలం నుంచి 1 కిలోపార్సెక్ లోపల ఉన్న నక్షత్రాలను అధ్యయనం చేశారు, వాటిని గతిశాస్త్రపరంగా “చల్లని”, “వేడి” నమూనాలుగా విభజించి, ఎత్తు ప్రకారం ఎనిమిది పొరలుగా కోసి, ఎంపికలో తప్పిపోయిన నక్షత్రాల కోసం సవరించారు. తర్వాత ఒక క్లస్టరింగ్ అల్గారిథం నక్షత్రాలను దాదాపు ఒకే వయసు, ఒకే లోహత్వం ఉన్న జనాభాలుగా సమూహపరిచింది. ప్రతి జనాభాకు బృందం స్కేల్ ఎత్తును (scale height) కొలిచింది — ఆ జనాభా సాధారణంగా తలం పైన ఎంత ఎత్తుకు విస్తరిస్తుందో.

వేగంలో పదునైన మార్పు

నక్షత్ర జనాభాల మందం వర్సెస్ వాటి వయసు: అత్యంత పాతవాటికి నిటారైన పతనం, 10.85 బిలియన్ సంవత్సరాల వద్ద మలుపు తర్వాత నెమ్మదైన క్షీణత. రంగులు లోహత్వాన్ని సూచిస్తాయి. — చిత్రం 2, Mirabal et al. (2026), arXiv:2610.03164.

జనాభా ఎంత యువతరమైతే, అది తలానికి అంత దగ్గరగా అంటుకుని ఉంటుంది. కానీ ఈ సంబంధం ఒకే రేఖ కాదు. రెండు సరళ రేఖా ఖండాలతో చేసిన సరిపోలిక 10.85 బిలియన్ సంవత్సరాల క్రితం (సుమారు 0.13 బిలియన్ సంవత్సరాలు అటూ ఇటూ) ఒక విరామాన్ని కనుగొంటుంది:

• ముందు: మందం బిలియన్ సంవత్సరాలకు సుమారు 1.88 కిలోపార్సెక్‌లు తగ్గింది. అత్యంత పాత జనాభాలు 1.26 కిలోపార్సెక్‌లకు విస్తరిస్తాయి — మరీ పాతవైన రెండు ఇంకా ఎక్కువగా, సుమారు 1.75, 2.10 — కేవలం సుమారు 2 బిలియన్ సంవత్సరాల్లో మందం సుమారు 0.5 కిలోపార్సెక్‌కు పడిపోయింది.
• తర్వాత: పలుచబడటం బిలియన్ సంవత్సరాలకు కేవలం 0.038 కిలోపార్సెక్‌కు మందగించింది. అత్యంత యువ జనాభాలు సుమారు 0.1 కిలోపార్సెక్ వద్ద ఉన్నాయి, నేడు పుట్టే నక్షత్రాలు సుమారు 0.12 వరకు విస్తరిస్తాయి.

తొలి రేటుపై అనిశ్చితి పెద్దది, కానీ రెండు దశలు స్పష్టంగా వేరుగా ఉన్నాయి. విరామం కంటే కొంచెం పాతవి మాత్రమే అయిన, సుమారు 11 బిలియన్ సంవత్సరాల వయసున్న జనాభాలు కూడా మొత్తం మందమైన డిస్క్ (సుమారు 0.9 కిలోపార్సెక్) కంటే మందంగా ఉన్నాయి. స్వయంచాలకంగా నిర్వచించిన సమూహాలకు బదులు వయసులు, లోహత్వాల సరళమైన ఏకరీతి గ్రిడ్‌తో చేసిన పరీక్షలోనూ ఈ విరామం నిలుస్తుంది.

పుట్టుకతోనే మందం

రచయితల ప్రకారం, కేవలం నెమ్మదైన తాపనం ఇంత వేగవంతమైన తొలి స్థిరీకరణను వివరించలేదు: తరచూ జరిగే విలీనాలు చివరి పెద్ద విలీనం వరకు యువ డిస్క్‌ను వేడిగా ఉంచేవి, దాన్ని రచయితలు GSE అని పిలుస్తారు, అది సుమారు 10 బిలియన్ సంవత్సరాల క్రితం జరిగింది. బదులుగా, దత్తాంశం తొలి దశలో తలకిందుల నిర్మాణాన్ని సమర్థిస్తుంది. అల్లకల్లోల వాయువు కొన్ని బిలియన్ సంవత్సరాల్లో చల్లబడి మధ్య తలం వైపు మునిగి, మందమైన డిస్క్‌ను ఏర్పరిచింది; రసాయనికంగా నిర్వచించిన మందమైన డిస్క్ సుమారు 11 బిలియన్ సంవత్సరాల క్రితానికే ఏర్పడిపోయింది.

తర్వాత, సుమారుగా ఆ విలీనం తర్వాత, గెలాక్సీ ఒక ప్రశాంత యుగంలోకి ప్రవేశించింది, అందులో వాయువు క్రమంగా స్థిరపడి నేడు మనం చూసే సన్నని డిస్క్‌ను నిర్మించింది. ఈ తదుపరి కాలానికి, కేవలం దత్తాంశంతో నెమ్మదైన తాపనాన్ని నెమ్మదైన స్థిరీకరణ నుంచి వేరు చేయలేము. ఈ చిత్రం పాలపుంత వంటి గెలాక్సీల విశ్వశాస్త్ర సిమ్యులేషన్‌లతో, గెలాక్సీ తిరిగే డిస్క్‌గా “వేగంగా తిరగడం మొదలుపెట్టిన” కాలంపై ఇటీవలి కాల నిర్ణయంతో సరిపోలుతుంది.

రచయితల మాటల్లో, అత్యంత పాత నక్షత్రాల గొప్ప ఎత్తు “కేవలం దీర్ఘకాలిక క్రమిక గతిశీల తాపనపు ఫలితం మాత్రమే కాదు, తొలి గెలాక్సీ నిర్మాణ దశ యొక్క నిర్మాణాత్మక శిలాజం.”