Астрономы обнаружили «трещину» в одном из спиральных рукавов Млечного Пути.

Эта иллюстрация иллюстрирует нынешнее понимание астрономами крупномасштабной структуры Млечного Пути. Звезды и области звездообразования в основном сгруппированы в спиральные рукава. Измерение формы, размера и количества спиральных рукавов является сложной задачей, потому что Земля находится внутри галактики. Предоставлено: НАСА / Лаборатория реактивного движения — Калтех.

Недавно обнаруженная особенность дает представление о крупномасштабной структуре нашей галактики, которую трудно изучить с позиции Земли внутри нее.

Ученые обнаружили особенность, ранее не обнаруженную в наших краях. Млечный Путь Галактика: группа молодых звезд и звездообразующих газовых облаков, выходящих из одного из спиральных рукавов Млечного Пути, как полоска дерева. Это первая крупная структура размером около 3000 световых лет, которая была идентифицирована с ориентацией, полностью отличной от ориентации руки.

Астрономы имеют приблизительное представление о размере и форме рукавов Млечного Пути, но многое остается неизвестным: они не могут увидеть всю структуру нашей изначальной галактики, потому что Земля находится внутри. Это все равно, что стоять посреди Таймс-сквер и пытаться нанести на карту остров Манхэттен. Можете ли вы измерить расстояния достаточно точно, чтобы понять, находятся ли два здания в одном квартале или несколько улиц находятся далеко друг от друга? И как вы можете надеяться увидеть дорогу к оконечности острова с таким количеством вещей на вашем пути?

Концепция этого художника иллюстрирует новый взгляд на Млечный Путь, а также другие результаты, представленные на 212-м заседании Американского астрономического общества в Сент-Луисе, штат Миссури. от толстой центральной полосы, в то время как теперь опущенные две руки (Норма и Стрелец) менее различимы и лежат между двумя основными руками. В главных рукавах самая высокая плотность как молодых, так и старых звезд; Стрелковое оружие наполнено в основном газом и очагами звездообразования. В концепцию художника также входит новый спиральный рукав, получивший название «рукава Фар-3 килопарсека», обнаруженный в результате исследования газа в Млечном Пути с помощью радиотелескопа. Этот рукав короче двух основных рукавов и расположен вдоль перемычки галактики. Предоставлено: НАСА / Лаборатория реактивного движения — Калтех.

Чтобы узнать больше, авторы нового исследования сосредоточились на соседней части одного из рукавов галактики, называемом дуговым рукавом. Используя космический телескоп НАСА Spitzer перед его выводом на пенсию в январе 2020 года, они искали новорожденные звезды, спрятанные в облаках газа и пыли (называемых туманностями), где они образуются. Спитцер обнаруживает инфракрасный свет, который может проникать в эти облака, в то время как видимый свет (который может видеть человеческий глаз) блокируется.

Считается, что молодые звезды и туманности точно соответствуют форме их рукавов. Чтобы получить трехмерное изображение сектора руки, ученые использовали последний выпуск данных миссии Европейского космического агентства (ESA) Gaia для точного измерения расстояний до звезд. Объединенные данные показали, что длинная тонкая структура, прикрепленная к руке Стрельца, состоит из молодых звезд, движущихся в космосе с одинаковой скоростью и в одном направлении.

Группа звезд и звездообразующие облака выходят из стороны Стрельца Млечного Пути. На вставке показаны размеры сооружения и расстояние от Солнца. Предоставлено: НАСА / Лаборатория реактивного движения — Калтех.

«Основное свойство спиральных рукавов — это то, насколько плотно они охватывают галактику», — сказал Майкл Кун, астрофизик из Калифорнийского технологического института и ведущий автор новой исследовательской статьи. Эта характеристика измеряется углом наклона рычага. Круг имеет угол наклона 0 градусов, и чем более открытой становится спираль, тем больше угол наклона. «Большинство моделей Млечного Пути показывают, что дуговое плечо образует спираль с углом наклона около 12 градусов, но структура, которую мы исследовали, на самом деле выступает примерно под углом 60 градусов».

Подобные структуры — иногда называемые выступами или перьями — обычно выделяются из рукавов других спиральных галактик. На протяжении десятилетий ученые задавались вопросом, испещрены ли спиральные рукава Млечного Пути этими структурами или они относительно гладкие.

Измерение Млечного Пути

Недавно обнаруженный объект содержит четыре туманности, известные своей живописной красотой: туманность Орла (которая содержит Столпы Творения), туманность Омега, Трехраздельную туманность и туманность Лагуна. В пятидесятых годах прошлого века группа астрономов произвела приблизительные измерения расстояний до некоторых звезд в этих туманностях и смогла сделать вывод о наличии дуги. Их работа предоставила одни из первых свидетельств спиральной структуры нашей галактики.

«Расстояние — одна из самых сложных вещей для измерения в астрономии», — сказал соавтор Альберто Кроун Мартинс, астрофизик и преподаватель информатики в Калифорнийском университете в Ирвине и член Консорциума обработки и анализа данных Gaia (DPAC). . «Только недавние прямые измерения расстояния от Гайи сделали геометрию этой новой структуры настолько ясной».

Здесь показаны туманности Орла, Омега, Тривид и Лейк, полученные с помощью инфракрасного космического телескопа НАСА Spitzer. Эти туманности являются частью структуры в арктическом рукаве Млечного Пути, который выходит из рукава под впечатляющим углом. Предоставлено: НАСА / Лаборатория реактивного движения — Калтех.

В новом исследовании исследователи также использовали каталог из более чем 100000 новорожденных звезд, обнаруженных Спитцером в исследовании галактик под названием Galactic Legacy Infrared Mid-Plane Survey Extraordinaire (GLIMPSE).

«Когда мы объединяем данные Gaia и Spitzer и, наконец, видим эту подробную трехмерную карту, мы можем видеть, что в этом регионе есть большая сложность, которая не была очевидна раньше», — сказал Кун.

Астрономы пока не понимают, почему в галактиках, подобных нашей, образуются спиральные рукава. Хотя мы не можем увидеть полную структуру Млечного Пути, возможность измерения движения отдельных звезд полезна для понимания этого явления: вполне вероятно, что звезды в недавно обнаруженной структуре находились примерно в одно и то же время в одной и той же общей области. , и находились под уникальным влиянием сил внутри галактики, включая гравитацию и сдвиг из-за вращения галактики.

Сказал один из авторов статьи, Роберт Бенджамин, астрофизик из Висконсинского университета Уайтуотер и главный исследователь Glimpus Survey. «Эта структура — небольшая часть Млечного Пути, но она может рассказать нам кое-что важное о галактике в целом».

Ссылка: «Структура с большим углом наклона в плече дуги» М.А. Куна1, Р.А. Бенджамина, К. Цукера, А. Кроне-Мартинса, Р. С. де Соуза, А. Кастро-Жинара, EEO Ishida, М. С. Повича9 и Л. А. Хилленбранда для COIN. , 21 июля 2021 г., Астрономия и астрофизика.
DOI: 10.1051 / 0004-6361 / 202141198