Движения звезд раскрывают основу Большого Магелланового Облака

Исследователи подтвердили существование в Большом Магеллановом Облаке вытягнутых орбит, находящихся в основе процесса формирования перемычки. Для построения карты скоростей звезд в центральной области галактики использовался метод повторных наблюдений за изображениями.

Это было сделано с использованием данных обзора VISTA системы Магеллановых Облаков (VMC) исследователями из Института астрофизики Лейбница в Потсдаме (AIP) в сотрудничестве с учеными из команды VMC.

Большое Магелланово Облако (ВМО) видно невооруженным глазом из южного полушария, поскольку это самая яркая и массивная галактика-спутник Млечного Пути. ВМО богато звездами, которые охватывают большой возрастной диапазон — от новообразованных звезд до звезд, старых, как Вселенная. Оно классифицируется как неправильная галактика, поскольку характеризуется одним спиральным рукавом и перемычкой, смещенной от центра диска.

«Звездные перемычковые структуры — распространенная особенность спиральных галактик. Считается, что они образуются в результате небольших возмущений внутри звездного диска, выводящих звезды от их кругового движения и заставляющих двигаться по удлиненным орбитам», — объясняет Флориан Нидерхофер, первый автор опубликованного исследования. «Особый тип таких орбит – те, которые выровнены с главной осью перемычки. Они считаются "основой" звездных перемычек и обеспечивают основную поддержку структуры перемычки.

Телескоп VISTA был разработан для обзора южного неба в ближнем инфракрасном диапазоне длин волн с целью изучения источников, излучаемых преимущественно в этой спектральной области, что обусловлено их природой или наличием пыли. Используя данные обзора VMC, команда нашла первые прямые подтверждения этих орбит в рамках ВМО. VMC – это многоэпоховое обозрение Магеллановой системы и общественный проект Европейской южной обсерватории (ESO), проведенный между 2010 и 2018 годами, целью которого является изучение звездного состава и динамики наших ближайших внегалактических соседей.

Команда разработала сложный метод точного определения собственных движений звезд в Магеллановых Облаках. В новом исследовании, опубликованном в Ежемесячных сообщениях Королевского астрономического общества, этот метод был применен к центральным частям ВМО. На основе измеренных значений авторы рассчитали фактические движения звезд в рамках ВМО, создав подробные карты скоростей внутренней скоростной структуры галактики. «Потрясающий уровень детализации на картах скоростей показывает, насколько наш метод улучшился по сравнению с ранними измерениями несколько лет назад», - говорит Томас Шмидт, соавтор и докторант AIP. К удивлению исследователей, их карты показали удлиненные движения звезд, следующих за структурой и ориентацией перемычки.

«Благодаря их близкому расположению на ~163 000 световых лет мы можем наблюдать отдельные звезды в Магеллановых Облаках с помощью наземных телескопов, таких как VISTA», – говорит Мария-Роза Сиони, главный исследователь проекта VMC и руководитель секции карликовых галактик. «Таким образом, эти галактики дают нам уникальную лабораторию для детального изучения процессов, формирующих и образующих галактики».

Большой интерес представляет динамика звезд, поскольку она несет ценную информацию о формировании и эволюции галактик. Однако в течение длительного времени одномерные скорости звезд в пределах прямой видимости являлись единственным источником динамической информации. Эти скорости можно легко измерить с помощью спектроскопического доплеровского сдвига, основанного на эффекте того, что наблюдаемый свет звезды выглядит более синим или красным в зависимости от того, приближается она или удаляется от нас. Чтобы получить полные трехмерные скорости звезд, необходимо ещё знать собственные движения звезд, которые представляют видимые двумерные движения звезд в плоскости неба. Эти движения могут быть получены путем многократного наблюдения за одними и теми же звездами несколько раз за определенный период времени, как правило, несколько лет. Затем определяют смещение звезд относительно ближайших опорных объектов. Такими объектами могут быть, например, очень отдаленные фоновые галактики, которые можно считать находящимися в покое, учитывая их большие расстояния, или звезды с уже известными собственными движениями.

Поскольку наблюдаемые движения звезд, видимые с Земли, незначительны, точные измерения все еще остаются сложными. На расстоянии Магеллановых Облаков наблюдаемые движения звезд составляют несколько миллиарксекунд в год — одна миллиарксекунда примерно равна размеру астронавта на Луне, если смотреть с Земли.

«Наше открытие вносит важный вклад в изучение динамических свойств галактик с перемычками, поскольку Магеллановы Облака являются единственными галактиками, где такие движения можно исследовать с помощью собственных движений звезд. Для более отдаленных галактик это все еще выходит за пределы наших технических возможностей», - говорит Флориан Нидерхофер. В общей сложности понадобилось девять лет, чтобы накопить достаточно изображений для измерения этих крошечных движений. «Это неожиданное измерение дополняет ряд важных результатов, полученных командой VMC», - добавляет Мария-Роза Сион.

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.