Астрономы впервые зафиксировали волнообразный изгиб нашей Галактики

Ученые из проекта Sloan Digital Sky survey (SDSS) представили на 237-м заседании Американского астрономического общества новый взгляд на форму нашей Галактики. Впервые она показана в виде спирального диска с поперечным волнообразным изгибом.

Традиционно считается, что Млечный Путь — это плоский диск, вращающийся вокруг своего центра. В то же время, астрономам известно, что многие спиральные галактики — 50-70 процентов от их общего числа — на самом деле имеют небольшой изгиб, как картофельные чипсы или виниловая пластинка, слишком долго лежавшая на солнце.

Из-за того, что мы лишены возможности взглянуть на Млечный Путь извне, до сих пор ученым не удавалось понять, имеет ли наша Галактика подобный изгиб.

Исследователи из проекта SDSS — "Слоановский цифровой небесный обзор" — решили отследить изгиб, тщательно изучив положение и движение звезд внутри Млечного Пути. Результаты показали не только то, что диск галактики искривлен, но и то, что изгиб, огибая галактику, меняется раз в 440 миллионов лет.

"Представьте, что вы находитесь на трибунах стадиона на футбольном матче, и толпа начинает делать волну, — приводятся в пресс-релизе Университета Джонса Хопкинса слова ведущего автора исследования Синьлунь Чэна (Xinlun Cheng), астронома из Университета Вирджинии. — Все, что вы делаете, это встаете и садитесь, но эффект таков, что волна проходит вокруг стадиона. То же самое и с галактическим искривлением — звезды движутся только вверх и вниз, но волна распространяется по всей Галактике".

В своем исследовании ученые использовали высокоточный инфракрасный спектрограф обсерватории APOGEE (Apache Point Galactic Evolution Experiment), входящей в состав проекта SDSS. За свою десятилетнюю жизнь APOGEE наблюдал движение сотен тысяч звезд в Млечном Пути. Он делает это, собирая спектры — измерения звездного света, расщепленного на составляющие его длины волн, так же как призма расщепляет свет на радугу цветов.

"Спектры APOGEE дают информацию о химическом составе и движении отдельных звезд, — объясняет еще один автор исследования доктор Борха Ангиано (Borja Anguiano) из Университета Вирджинии. — Это позволяет нам разделить их на группы и следить за изгибом отдельно внутри каждой группы".

Однако одних спектров недостаточно, чтобы оценить изгиб, отмечают ученые. Для отслеживания галактического искривления требуются чрезвычайно точные измерения звездных расстояний. Чтобы получить эти расстояния, исследователи обратились к данным спутника Gaia Европейского космического агентства (ЕКА), который вычисляет расстояния до миллионов звезд, измеряя крошечные колебания назад и вперед в направлении звезды, когда Земля и спутник вращаются вокруг Солнца.

Объединив данные APOGEE и Gaia, авторы создали полные трехмерные карты звезд Млечного Пути с подробной информацией о положении, скорости и химическом составе каждой звезды.

Анализ показал, что деформация, вызванная волной, проходящей через Млечный путь, заставляет отдельные звезды двигаться вверх и вниз относительно плоскости галактики. Авторы измерили скорость и протяженность этой волны, которая, по мнению ученых, возникла в результате взаимодействия с галактикой-спутником. Деформация, представляющая собой гравитационную рябь, продолжается двигаться по Галактике, образуя волну.

"Наша модель подразумевает, что около трех миллиардов лет назад произошла встреча с галактикой-спутником. Для галактических астрономов — это относительно недавнее событие", — говорит Чэн.

По оценкам ученых примерно через четыре миллиарда лет Млечный Путь столкнется с еще одной галактикой — Андромедой, и это снова изменит его форму.