بازسازی شکل‌گیری راه‌شیری با کمک نمودار درختی ستارگان

ترکیب شیمیایی ستاره، اطلاعات زیادی درباره‌ی خاستگاهش به شما می‌دهد. اولین ستاره‌های جهانِ هستی، عمدتاً از هیدروژن و هلیم تشکیل شده بودند، آن‌ها این عناصر را با هم ترکیب کرده و به عناصر سنگین‌تر تبدیل کردند. وقتی ستاره‌های بزرگ طی پدیده‌ی ابرنواخترها منفجر می‌شوند، عناصر سنگین‌تری را که در فضا شکل داده‌اند، پراکنده می‌کنند و آن‌جا به اجزای سازنده‌ی نسل بعدی ستاره‌ها تبدیل می‌شوند. ستاره‌هایی که پس از چندین نسل به‌وجود می‌آیند؛ نسبت به نسل‌های پیشین خود حاوی عناصر سنگین‌تری هستند.

این روند «تبارزایش» منعکس‌کننده‌ی پدیده‌ی تبارزایی در زیست‌شناسی است، اگر چه سیر تکامی زیستی با روند سازگاری برای بقاء اتفاق می‌افتد، اما سیر تکاملی شیمیایی با مکانیزم‌هایی که منجر به تولد و مرگ ستاره‌ها می‌شوند، به وقوع می‌پیوندد.

حرکت برخی ستاره‌ها اطراف بازوها و صفحه‌ی مارپیچی کهکشان، باعث سخت شدن شناسایی خواستگاه‌شان می‌شود. اما اگر آن‌ها متعلق به یک دسته باشند، آثار شیمیایی مشابهی خواهند داشت. ستاره‌شناسان برای تشخیص هم‌خانواده‌های ستارگان، عناصر شیمیایی آن‌ها را نشانه‌گذاری می‌کنند، حتی اگر این ستاره‌ها از هم جدا افتاده باشند. «اِما جفره» و همکارانش دریافتند که می‌توانند با الگو گرفتن از زیستِ تکاملی، گامی دیگر رو به جلو بردارند.

جفره می‌گوید: «این دعوتی از ستاره‌شناسان است تا به شیوه‌ی جدیدی تاریخ ستارگان و گذشته آن‌ها را تفسیر کنند؛ زیرا از این طریق اطلاعات بسیار بیشتری به‌دست می‌آِید.» این گروه با ترکیب نشانه‌های ۱۷ عنصر شیمیایی به‌عنوان دی‌ان‌ای ستاره‌ای، ۲۲ ستاره را در همسایگی کهکشان  ما دسته‌بندی کرده‌اند.

با استفاده از این روش، این گروه نموداری درختی با سه شاخه از ستارگانی که متعلق به خاستگاه‌های مختلف هستند را گردآوری کرد. آن‌ها به شکل آزمایشی فرض کردند، ستاره‌ها در بخش انبوه‌تر یا همان ضخیم‌تر حلقه‌ی کهکشانی سریع‌تر از دیگر بخش‌های راه‌شیری متولد می‌شوند، البته این ایده با دیگر پژوهش‌ها متناقض است. همچنین آن‌ها دریافتند که ممکن است، خاستگاه برخی ستاره‌ها، کهکشان دیگری باشد که سال‌ها قبل با کهکشان راه‌شیری برخورد کرده‌اند.

«جوز بلندهاتورن»، در دانشگاه سیدنی استرالیا، آن‌را به توالی دی‌ان‌ای انسان تشبیه می‌کند که می‌تواند به یافتن اصالت انسان‌ها کمک کند. «مارتین اسپلاند»، متخصص فیزیک نجومی در دانشگاه ملی کانبرا استرالیا، می‌گوید: «این اثباتی مفهومی است؛ این نمودار درختی منطقی است، اما شما برای یافتن خاستگاه تعداد بسیار بیشتری از ستاره‌ها، باید آن‌ها را بسیار دقیق اندازه‌گیری کنید.»

این اندازه‌گیری‌ها می‌تواند توسط فضاپیمای گایا متعلق به سازمان فضایی اروپا و مرکز مطالعه‌ی APOGEE در آمریکا، تهیه شود و به همین ترتیب سازمان GALAH در استرالیا، از صدها هزار ستاره در اطراف راه‌شیری اطلاعات لازم را تهیه می‌کند.