Рухи зірок викривають основу Великої Магелланової Хмари

Дослідники підтвердили існування у Великій Магеллановій Хмарі витягнутих орбіт, які знаходяться в основі процесу формування перемички. Для побудови карти швидкостей зірок у центральній області галактики використовувався метод повторних спостережень за зображеннями.

Це було зроблено з використанням даних огляду VISTA системи Магелланових Хмар (VMC) дослідниками з Інституту астрофізики Лейбніца у Потсдамі (AIP) у співпраці з вченими з команди VMC.

Велику Магелланову Хмару (ВМХ) видно неозброєним оком з південної півкулі, оскільки це найяскравіша та наймасивніша галактика-супутник Чумацького Шляху. ВМХ багата на зорі, які охоплюють великий віковий діапазон - від новоутворених зірок до зірок, старих, як Всесвіт. Вона класифікується як неправильна галактика, оскільки характеризується одним спіральним рукавом та перемичкою, зміщеною від центру диска.

«Зоряні перемичкові структури є поширеною особливістю спіральних галактик. Вважається, що вони утворюються в результаті невеликих збурень всередині зоряного диска, які виводять зорі від їх кругового руху та змушують рухатися по подовжених орбітах», — пояснює Флоріан Нідерхофер, перший автор опублікованого дослідження. «Особливий тип таких орбіт — ті, що вирівняні з головною віссю перемички. Вони вважаються "основою" зоряних перемичок і забезпечують основну підтримку структури перемички».

Телескоп VISTA був розроблений для огляду південного неба у ближньому інфрачервоному діапазоні довжин хвиль з метою вивчення джерел, які випромінюють переважно в цій спектральній області, що зумовлено або їхньою природою, або наявністю пилу. Використовуючи дані огляду VMC, команда знайшла перші прямі докази цих орбіт у межах ВМХ. VMC — це багатоепоховий огляд Магелланової системи та громадський проєкт Європейської південної обсерваторії (ESO), проведений між 2010 та 2018 роками, метою якого є вивчення зоряного складу та динаміки наших найближчих позагалактичних сусідів.

Команда розробила складний метод точного визначення власних рухів зірок у Магелланових Хмарах. У новому дослідженні, яке буде опубліковано у Щомісячних повідомленнях Королівського астрономічного товариства, цей метод був застосований до центральних частин ВМХ. На основі виміряних значень автори розрахували фактичні рухи зірок у рамках ВМХ, створивши детальні карти швидкостей внутрішньої швидкісної структури галактики. «Приголомшливий рівень деталізації на картах швидкостей показує, наскільки наш метод покращився в порівнянні з ранніми вимірюваннями кілька років тому», — каже Томас Шмідт, співавтор і докторант AIP. На подив дослідників, їхні карти показали подовжені рухи зірок, які слідують за структурою та орієнтацією перемички.

«Завдяки їхньому близькому розташуванню у ~163 000 світлових років ми можемо спостерігати окремі зорі в Магелланових Хмарах за допомогою наземних телескопів, таких як VISTA», — каже Марія-Роза Сіоні, головна дослідниця проєкту VMC і керівниця секції карликових галактик і галактичних гало в AIP. «Таким чином, ці галактики надають нам унікальну лабораторію для детального вивчення процесів, які формують та утворюють галактики».

Великий інтерес представляє динаміка зірок, оскільки вона несе цінну інформацію про формування та еволюцію галактик. Проте протягом тривалого часу одновимірні швидкості зірок у межах прямої видимості були єдиним джерелом динамічної інформації. Ці швидкості можна легко виміряти за допомогою спектроскопічного доплерівського зсуву, який заснований на ефекті того, що спостережуване світло зірки виглядає синішим чи червонішим залежно від того, наближається вона, чи віддаляється від нас. Щоб отримати повні тривимірні швидкості зірок, ще необхідно знати власні рухи зірок, які являють видимі двовимірні рухи зірок у площині неба. Ці рухи можуть бути отримані шляхом багаторазового спостереження за одними й тими ж зірками кілька разів за певний період часу, як правило, кілька років. Потім визначають зміщення зірок відносно найближчих опорних об’єктів. Такими об’єктами можуть бути, наприклад, дуже віддалені фонові галактики, які можна вважати тими, що перебувають у спокої, враховуючи їх великі відстані, або зорі з уже відомими власними рухами.

Оскільки спостережувані рухи зірок, видимі із Землі, є незначними, точні вимірювання все ще залишаються складними. На відстані Магелланових Хмар спостережувані рухи зірок складають кілька міліарксекунд на рік — одна міліарксекунда приблизно дорівнює розміру астронавта на Місяці, якщо дивитися із Землі.

«Наше відкриття робить важливий внесок у вивчення динамічних властивостей галактик з перемичками, оскільки Магелланові Хмари наразі є єдиними галактиками, де такі рухи можна досліджувати за допомогою власних рухів зірок. Для більш віддалених галактик це все ще виходить за межі наших технічних можливостей, — каже Флоріан Нідерхофер. Загалом знадобилося дев’ять років, щоб накопичити достатньо зображень для вимірювання цих крихітних рухів. «Це несподіване вимірювання доповнює ряд важливих результатів, отриманих командою VMC», — додає Марія-Роза Сіоні.

! Читайте ще цікаві новини про космос на сайті, або слідкуйте за ними на Facebook.