Зірки формувалися різними способами за часів двох епох. Між ними був довгий період затишшя, коли зореутворення перервалося. Історія Чумацького Шляху виявилася куди драматичніше, ніж спочатку припускали астрономи.
Масафумі Ногуті з Університету Тохоку прорахував еволюцію Чумацького Шляху протягом десяти мільярдів років, включаючи «акреції холодного потоку»: це нова ідея, запропонована Авішаєм декель з Єврейського університету в Єрусалимі та його колегами, - про те, що під час формування галактики збирають навколишній їхній газ. Незважаючи на те що двоетапне формування Ювал Бірнбойм з Єврейського університету запропонував для більш масивних галактик, Ногуті зумів довести, що ця модель може бути застосована і до нашої Галактиці.
Історія Чумацького Шляху записана в складі зірок, так як їх елементи успадковують склад газу, з якого формуються . У буквальному сенсі вони запам'ятовують елементне зміст в газах при своєму народженні.
Існують дві групи зірок, розташованих поруч із Сонцем, і обидві вони відрізняються за своїм складом. Одна багата альфа-елементами, такими як кисень, магній і кремній. В іншій міститься багато заліза. Недавні спостереження Михайла Хейвуд з Паризької обсерваторії і його колег показали, що цей феномен переважає у великій частині Чумацького Шляху. Однак походження такої дихотомії було неясним. І модель Ногуті розгадує цю загадку.
Модельне пророкування трьох різних регіонів Чумацького шляху. Контури складені з спостережень APOGEE / © M. Noguchi, M. Haywood et al., ESO
Опис розвитку Чумацького Шляху в моделі Ногуті починається з моменту, коли потоки холодного газу кинулися в Галактику (аккреция холодного потоку) і з цього газу сформувалися зірки. У той же період в газі з'явилися альфа-елементи, випущені вибухами нетривких наднових типу II. Саме тому в зірках першого покоління так багато альфа-елементів.
Ударні хвилі, що з'явилися сім мільярдів років тому, розігрівали газ до високих температур. він перестав падати в Галактику, і зірки більше не утворювалися. Тоді ж запізнілі вибухи довговічних наднових типу Іа наповнили газ залізом і змінили його складу. У міру випромінювання газ остигав і почав знову надходити в Галактику приблизно п'ять мільярдів років тому, що призвело до утворення зірок другого покоління, багатих на залізо. Серед них було і наше Сонце.
Згідно Бенджаміну Вільямсу з Вашингтонського університету, сусідня галактика - Андромеда - також формувала зірки протягом двох окремих епох. Модель Ногуті пророкує, що масивні спіральні галактики, подібні Чумацькому Шляху і Андромеда, випробували розрив в зореутворення, тоді як галактики меншого розміру безперервно породжували нові зірки. Ногуті очікує, що майбутні спостереження найближчих галактик зможуть революціонізувати наш погляд на виникнення і еволюцію галактик у Всесвіті.
