Млечный Путь поднимает волну

Астрономы представили наиболее детальный взгляд на деформацию нашей собственной галактики.

Об этом говорится в пресс-релизе на сайте проекта Слоановский цифровой небесный обзор (SDSS). Результаты исследования были объявлены на 237-м заседании Американского астрономического общества.

"Обычное для нас изображение спиральной галактики — плоский диск, тоньше блина, мирно вращающийся вокруг своего центра", - говорит Синлун Ченг из Университета Вирджинии, ведущий автор исследования. «Но реальность более сложна».

Астрономы десятилетиями знали, что много спиральных галактик на самом деле имеют диски с небольшим изгибом, как картофельная чипса или виниловая пластинка, слишком долго находившаяся на солнце. Такие изгибы есть у примерно в 50 - 70 процентах спиральных галактик, включая наш собственный Млечный Путь.

Удивительно, но мы мало что знаем о деформации в Млечном Пути. Застряв глубоко внутри и ограничившись лишь одной перспективой с Земли, нам не хватает возможности увидеть деформацию нашей галактики одним взглядом. Вместо этого мы должны проследить форму искажения, тщательно изучив положение и движение звезд по всему Млечному Пути. Это именно то, что сделали исследователи, и благодаря данным Слоановского цифрового обзора неба они смогли получить более детальный вид, чем когда-либо прежде, выяснив, что не только диск галактики искривлен, но и искажения путешествует по галактике раз в 440 миллиона лет.

"Представьте, что вы находитесь на трибунах футбольного матча, и толпа начинает поднимать волну", - говорит Ченг. "Все, что вы делаете, это встаете и садитесь, но результатом является то, что волна проходит вокруг всего стадиона. То же самое с галактической деформацией — звезды движутся только вверх и вниз, но волна движется по всей галактике".

Чтобы найти этот неожиданный результат, команда воспользовалась высокоточным спектрографом Эксперимента галактической эволюции Обсерватории Апач Пойнт (APOGEE), входящий в состав Слоановского цифрового обзора неба. На протяжении своего почти 10-летнего существования, APOGEE наблюдал сотни тысяч звезд в Млечном Пути. Он делает это, собирая спектры: при измерении звездный свет расщепляется на его составляющие длины волн примерно так же, как призма разбивает свет на радугу цветов.

"Спектры APOGEE предоставляют информацию о химическом составе и движении отдельных звезд", - объясняет доктор Борджа Ангуяно из Университета Вирджинии, соавтор исследования и наставник Ченга. "Это позволяет нам разделить их на различные группы, что, в свою очередь, позволяет нам следить за искривлением отдельно в пределах каждой из групп звезд".

Но одних только спектров APOGEE было недостаточно, чтобы понять искривление. Отслеживание галактического искривление требует чрезвычайно точных измерений звездных расстояний. Чтобы получить эти расстояния, команда обратилась к данным спутника Gaia Европейского космического агентства, который вычисляет расстояния до миллионов звезд, измеряя крошечные колебания вперед-назад по направлению к звезде по мере того, как Земля (и спутник) вращается вокруг Солнца.

Соединив данные APOGEE и Gaia, команда смогла создать полные трехмерные карты звезд в Млечном Пути с подробной информацией о положении, скорости и химии каждой звезды. Вооружившись этими высокоточными измерениями, команда смогла поникнуть дальше в наружную часть нашей галактики, чтобы провести наиболее детальное исследование этого явления.

Анализ показал, как искривление вызвано волной, движущейся через Млечный Путь, заставляя отдельные звезды двигаться вверх и вниз по плоскости галактики во время ее путешествия. В новом исследовании скорость и протяженность волны были измерены более точно, чем когда-либо прежде.

Наиболее вероятным объяснением искривления является то, что недавнее взаимодействие с галактикой-спутником создало гравитационную пульсацию, и эта пульсация продолжила двигаться по галактике, образуя волну. Ченг объясняет: "Нашей лучшей моделью является то, что произошло столкновение со спутниковой галактикой около 3 миллиардов лет назад — это считается сравнительно недавним происшествием для галактических астрономов".

Такие результаты показывают, насколько динамичны и постоянно меняющиеся галактики в астрономических временных масштабах.

Возмущения только начинается для Млечного Пути — примерно через четыре миллиарда лет мы, как ожидается, столкнемся с галактикой Андромеда; и это будет событием, которое навсегда изменит наш галактический дом.