Звёзды в центре Галактики движутся по неожиданным орбитам

Пару месяцев назад была составлена новая объёмная карта расположения и направлений движения звёзд в ядре нашей Галактики, показавшая, что светила имеют орбиты, похожие не на банан, как считалось, а скорее на арахисовый орешек или замкнутую «восьмёрку», символ бесконечности...

...И это важно, поскольку движение звёзд отражает не только настоящее, но и прошлое, и иные орбиты вращения светил вокруг центра Млечного Пути указывают на иные же истории их образования и возмужания.


Элис Квиллен (Alice Quillen) из Рочестерского университета (Великобритания) и её коллеги не без трудностей создали математическую модель происходящего в центре Млечного Пути: даже самая примерная и упрощённая вариация на эту тему требовала учесть множество факторов, включая тяготение миллионов звёзд, огромных облаков пыли и даже гипотетической тёмной материи (которая то ли есть в центре Галактики, то ли нет и которая будто бы играет важную лишь на периферии).

Современные взгляды на орбиты звёзд, вращающихся вокруг центра Галактики (на расстояниях до 3 тыс. световых лет от него), предполагают, что за каждый орбитальный цикл они один раз поднимаются выше плоскости галактического диска и один раз опускаются ниже. Пересекая плоскость (и резонансную точку), они получают небольшой дополнительный импульс — словно дети, качающиеся на качелях. В итоге таких колебаний светила должны довольно резко менять свою высоту относительно плоскости и при этом не очень сильно отклоняться от центра диска в горизонтальном отношении («орбита в форме банана»).

Однако построенная астрономами модель говорит, что отклонения в горизонтальном отношении не слишком уступают отклонениям вертикальным. То есть орбита не вытянута вверх и вниз так серьёзно, как предполагалось исходя из теоретических предпосылок, и скорее напоминает восьмёрку или орешек арахиса.
Это значит, что если вертикальные колебания звёзд и были когда-то столь мощными, как предсказывала теория, то со временем они ослабли, а образование ядра могло быть не таким коротким, поэтому орбиты входящих в него звёзд в значительной степени «сгладились», сделавшись по форме похожими на тот же орешек арахиса, на который похоже всё ядро Млечного Пути.

Среди предсказаний модели есть и те, что прямо сейчас не проверишь. Так, выходит, что внутри ядра, поблизости от его центра, вертикальные скорости звёзд должны быть значительно выше, чем во внешних областях. Иными словами, «колебания» звёзд вверх-вниз там много активнее и орбитальное поведение в целом резко отличается от присущего тем светилам, что видны нам на окраине галактического центра. Чтобы в полной мере оценить эту информацию на широкой выборке звёзд, исследователи надеются дождаться данных космической обсерватории «Гайя», которая вот-вот начнёт свой путь к «рабочему месту».

Отчёт об исследовании вскоре появится в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, а его препринт доступен здесь.

Подготовлено по материалам Рочестерского университета.