Астрономи скористалися мапою Чумацького Шляху, створеною за допомогою 1300 зірок на відстані від 60 до 100 кілопарсек від центру галактики. Це дозволило відшукати збурення, залишені від взаємодії з Великою Магеллановою Хмарою, і вказати, що вона здійснює першу орбіту навколо нашої галактики. Стаття про це надрукована у журналі Nature.
Велика Магелланова Хмара. NASA, Ames Research Center / Wikimedia Commons
Що відомо про Магелланові Хмари?
Магелланові Хмари — це галактики-супутники Чумацького Шляху. Їх можна побачити у нічному небі над південною півкулею неозброєним оком. Сферичне гало Чумацького Шляху, що складається із зірок і темної матерії, гравітаційно взаємодіє з Великою Магеллановою Хмарою. Очікується, що це призведе до порушення рівноваги у зовнішній частині нашої галактики. Прогнозується, що місцевий слід із зірок простежує орбіту Великої Магелланової Хмари, а у північній півкулі галактики через цю взаємодію має існувати велика область з підвищеною густиною. Слід із зірок виникає внаслідок динамічного тертя: у міру того, як велика структура рухається крізь групу менших об’єктів, вони рухаються до нєї завдяки її гравітації. У результаті за такою структурою утворюється підвищена концентрація об’єктів.
Яке дослідження провели астрономи?
Дослідники поєднали фотометричні дані місії Gaia та інфрачервону фотометрію від телескопа WISE, щоб відшукати зірки-гіганти по всьому небу за винятком галактичної площини. Відстані до цих 1300 зірок вчені перетворили на галактичні фізичні координати, і остаточна вибірка включала світила, які знаходилися на відстані від 60 до 100 кілопарсек (від 195 до 325 світлових років) від центру галактики. Згідно з моделюваннями, саме у цій області слід шукати сильний сигнал від динамічної взаємодії із Великою Магеллановою Хмарою, а забруднення від вже відомих структур тут мінімальне. Астрономи видалили із вибірки зірки, пов'язані з цими відомими структурами, включаючи Магелланові Хмари, зірки диску Чумацького Шляху та потік Стрільця. Також вони створили симуляцію, щоб перевірити, які сліди лишає взаємодія із Великою Магеллановою Хмарою.
Що їм вдалося відшукати?
Завдяки симуляції дослідники побачили, що динамічна реакція гало Чумацького Шляху на гравітаційне збурення від Великої Магелланової Хмари складається з двох основних компонентів. На півдні утворюється слід від орбіти цієї галактики — місцевий потік зірок. Крім того, ця взаємодія має і глобальний вплив, у результаті чого барицентр Чумацького Шляху рухається, що призводить до широкомасштабної області з надмірною густиною у північній частині неба. Динамічна реакція повинна проявлятися як у зірках, так і в темній матерії Чумацьго Шляху. Потім астроном порівняли моделювання із спостереженнями.
Мапа Чумацького Шляху із зазначенням орбіти Великої Магелланової Хмари. NASA, ESA, JPL-Caltech, Conroy et. al.
Вони зафіксували як місцевий слід, так і північну структуру з надмірною густиною на зоряній мапі Чумацького Шляху. Виявлення сильного місцевого сліду є незалежним доказом того, що Магелланові Хмари здійснюють орбіту навколо Чумацького Шляху вперше. Такі збурення дозволяють проанілзувати орбіту Великої Магелланової Хмари, що, в свою чергу, дозволить оцінити масу цієї галактики і Чумацького Шляху. Також робота дослідників демонструює, що зовнішні частини гало нашої галактики не знаходяться в динамічній рівновазі, як це часто припускають. Форму місцевого сліду, залишеного Великою Магеллановою Хмарою, можна було б використати для перевірки природи темної матерії.