Login
Австралийские астрономы помогли достичь беспрецедентного взгляда на звезды по всей галактике — и они сделали неожиданное открытие в этом процессе.
С большого расстояния наш Млечный Путь будет выглядеть как тонкий диск звезд, который вращается раз в несколько сотен миллионов лет вокруг своей центральной области. Сотни миллиардов звезд обеспечивают гравитацию, чтобы держать все это вместе.
Но притяжение гораздо слабее в дальнем внешнем диске Галактики. Там водородные облака, составляющие большую часть газового диска Млечного Пути, больше не ограничены тонкой плоскостью. Вместо этого они придают диску S-образный, деформированный вид.
Хотя искривленный слой водородного газа Млечного Пути был известен в течение десятилетий, в исследованиях, опубликованных сегодня в Nature Astronomy, мы обнаружили, что диск молодых массивных звезд там тоже искривлен, и находится в постепенно закрученной спирали.
Мы смогли определить этот искаженный вид после того, как разработали первую точную трехмерную картину звездного диска Млечного Пути в его отдаленных регионах.
Попытка определить реальную форму нашей галактики - это как находится в Сиднейском саду и попытаться определить форму Австралии.
Млечный Путь окружает нас повсюду, поэтому, чтобы определить его форму, нам нужно составить карту распределения звезд во всех направлениях.
Хотя это не особенно сложно в направлениях выше и ниже плоскости звездного диска, это становится намного сложнее вдоль плоскости Млечного Пути.
Кроме звезд и облаков водорода в плоскости Млечного Пути, наш взгляд заслоняется огромным количеством пыли. Материал, который астрономы называют пылью, состоит из частиц углерода. Он не слишком отличается от сажи, которая накапливается в вашем доме, если, например, у вас есть камин.
Большое количество пыли затуманивает наш взгляд на том, что лежит за ее пределами, но пыль также делает свет более красным. Это происходит потому, что размер этих частиц углерода близок к длине волны синего света. Поэтому, голубой свет может быть поглощен довольно легко пылью , а красный свет проходит до конца.
Но не только наличие пыли делает отображение нашей галактики Млечный Путь хлопотным. Как известно, трудно определить расстояния от Солнца до частей внешнего диска Млечного Пути, не имея четкого представления о том, как этот диск выглядит на самом деле.
Пульсирующие звезды
Один из исследователей международной команды — Сяодянь Чэнь из Национальной астрономической обсерватории (Китайская академия наук) в Пекине — составил новый каталог хорошо функционирующих переменных звезд, известных как классические цефеиды. Эти звезды различаются по яркости в течение определенного периода времени.
Эти звезды являются лучшим ориентиром в астрономии: их можно использовать для определения очень точных расстояний с погрешностью всего 3-5%.
Это в значительной степени позволяет нам получить самую точную карту внешнего Млечного Пути, доступную на сегодняшний день.
Наш новый каталог был основан на наблюдениях, сделанных с помощью Широкопольного инфракрасного исследовательского телескопа НАСА (WISE), оснащенного длинноволновыми (инфракрасными) очками, идеально подходящими для просмотра любой пыли на диске Млечного Пути.
Цефеиды нанесли на карту диапазон от центра Млечного Пути до его внешних областей с большей частью на ближней стороне центра нашей галактики из-за наблюдательных ограничений.
Классические цефеиды - это молодые звезды, которые примерно в четыре - 20 раз массивнее нашего Солнца и в 100 000 раз ярче. Такие высокие Звездные массы означают, что эти звезды живут быстро и умирают молодыми, сжигая водородное топливо в своих звездных недрах очень быстро, иногда всего за несколько миллионов лет.
Цефеиды показывают суточные и месячные пульсации, которые можно наблюдать довольно легко по мере изменения их яркости. Совмещенный с яркостью Cepheid наблюдаемой средней, период своего цикла пульсирования можно использовать для того чтобы получить точное расстояние.
Несколько к нашему удивлению, мы обнаружили, что наша коллекция 1,339 цефеиды и Млечный Путь газового диска тесно следуют друг за другом.
До нашего недавнего исследования не было возможности так хорошо связать распределение молодых звезд во внешнем диске Млечного Пути с пылающим и деформированным диском, состоящим из облаков водородного газа.
Но, возможно, что более важно, мы обнаружили, что звездный диск искривляется по спирали.
Многие спиральные галактики искривлены в различной степени, например, галактика ESO 510-G13 в южном созвездии Гидры, примерно в 150 миллионах световых лет от Земли. Тем не менее, только дюжина других галактик, как было известно, также демонстрируют подобные искаженные узоры в своих внешних дисках.
Объединив наши результаты с этими более ранними наблюдениями, мы пришли к выводу, что деформированная и скрученная спиральная картина Млечного Пути, вероятно, вызвана вынужденными крутящими моментами от массивного внутреннего диска галактики.
Вращающийся внутренний диск, по сути, перетаскивает внешний диск вперед, но поскольку вращение внешнего диска отстает, полученная структура представляет собой спиральную структуру.
Эта новая карта представляет собой важнейшее обновление для изучения звездных движений нашей галактики и происхождения диска Млечного Пути.
Это особенно интересно с учетом большого объема информации, которую мы ожидаем получить от спутника Gaia Европейского космического агентства.
Gaia стремится в конечном итоге отобразить наш Млечный Путь в беспрецедентных деталях, основываясь на самых точных определениях расстояния до самых ярких звезд галактики, когда-либо полученных.
Ричард де Грийс - заместитель декана (Global Engagement) и профессор астрофизики Университета Маккуори
