Астрономи продемонстрували вигин Чумацького Шляху

За допомогою даних огляду неба APOGEE та телескопа Gaia вчені створили тривимірну мапу зірок Чумацького Шляху, що дозволило візуалізувати вигин галактики. Свої результати дослідники представили під час 237-го зібрання Американського астрономічного товариства. Відповідна стаття надрукована у виданні The Astrophysical Journal.

Що відомо про вигин нашої галактики?

Галактики зі спіральним диском часто мають вигини, і наявність такої риси у зовнішньому диску Чумацького Шляху вже давно встановлена. Зокрема, на це вказують області H I (міжзоряні хмари атомарного водню), пил, регіони формування зірок та компоненти зоряного диска. Розповсюдженість вигинів свідчить про те, що вони або неодноразово відроджуються, або є довготривалими феноменами у існуванні галактичних дисків.

Галактика UGC 3697, приклад спіральної галактики з вигином. DECaLS

Хоча походження вигину Чумацького Шляху лишається спірним питанням, той факт, що деформація положення зірок та газу в ньому співпадають, свідчить про те, що вигин викликаний гравітацією. На це може впливати взаємодія з масивними галактиками-супутниками: карликовою сфероїдальною галактикою Стрільця та Магеллановими Хмарами. Зовнішні вигини на дисках галактик також можуть бути пов’язані з акрецією міжгалактичної речовини, міжгалактичними магнітними полями, нестабільністю диска і гало темної матерії. Крім того, визначення геометрії вигину Чумацького Шляху також є проблемою.

Яке дослідження провели вчені?

Дослідники використали дані телескопа Gaia та огляду неба APOGEE, а також інструмент для вимірювання відстаней StarHorse. Це дозволило вивчити вертикальні та радіальні швидкості зірок в кінематиці галактичного диска і застосували їх для характеристики початкового радіусу вигину і швидкості його прецесії.

Вигин Чумацького Шляху. Adrian Price-Whelan

Аналіз демонструє, що радіус вигину більший, ніж вважалося раніше, та становить 18 кілопарсек (58700 світлових років). Також автори обчислили момент імпульсу вигину, він складає Lz = 2800 кпк км с−1. Середня вертикальна швидкість зірок збільшується, починаючи з Lz > 1800 кпк км с−1 і продовжується до найвищого значення моменту імпульсу, після чого різко спадає.

Також дослідники визначили, як вигин впливає на зірок різного віку. Вони помітили різницю у амплітуді швидкостей, що відповідає сценарію, коли деформація положення зірок віком від 3 до 9 мільярдів років відображає їхню реакцію на найновішу гравітаційну взаємодію. Вона відбувалася менше, ніж 3 мільярди років тому та може відповідати, наприклад, збуренню в диску, викликаному галактикою-супутником.

Нещодавно астрономи зафіксували деформацію руху Чумацького Шляху під дією Великої Магелланової Хмари. Крім того, вчені досліджують історію злиття галактик-супутників із нашою галактикою. Так, їм вдалося відшукати рештки галактики Геракл у центрі нашої та створити дерево злиття інших галактик із Чумацьким Шляхом.