Чумацький Шлях може бути більшим, ніж ми думали
Протягом століть астрономи намагалися зрозуміти справжню форму нашої галактики, перебуваючи всередині неї. Нове дослідження, що використовує гігантські космічні вибухи як своєрідні ліхтарики, відкриває несподівані факти про справжні розміри та структуру нашого зоряного дому.
Геометрія проти припущень: як виміряти галактику зсередини
Астрономи використали дані космічних рентгенівських обсерваторій Chandra (NASA) та XMM-Newton (ESA), щоб отримати нові, надзвичайно точні вимірювання спіральних рукавів нашої галактики. Результати дослідження показали, що зовнішні спіральні рукави Чумацького Шляху простягаються набагато далі, ніж науковці вважали раніше. Ці висновки змушують вчених переглянути фундаментальні уявлення про структуру та масу нашої рідної галактики. Наукову роботу опублікували в журналі Astronomy & Astrophysics.
Це дуже прямий метод, що спирається лише на геометрію, для точного вимірювання відстаней до спіральних рукавів Чумацького Шляху,
– прокоментувала Беатріче Вая, яка очолила дослідження під час навчання в італійських наукових закладах Scuola Universitaria Superiore IUSS Pavia та Університеті Тренто.
Головна проблема вивчення Чумацького Шляху полягає в тому, що Земля розташована всередині одного з його рукавів. Пил і газ блокують пряму видимість інших частин системи, тому більшість попередніх методів картографування спиралися на припущення про те, як саме обертається галактика. Однак такі моделі стають менш надійними на великих відстанях від центру. Щоб обійти ці обмеження, дослідники використали явище під назвою "світлове відлуння".
Вчені спостерігали за гамма-сплесками – найпотужнішими вибухами у Всесвіті, що виникають під час колапсу масивних зірок або злиття нейтронних зірок. Ці вибухи стаються далеко за межами Чумацького Шляху, але їхнє потужне рентгенівське випромінювання, проходячи крізь нашу галактику, відбивається від хмар пилу в спіральних рукавах. Це створює концентричні рентгенівські кільця, які фіксують телескопи. Вимірюючи діаметри цих кілець, астрономи можуть точно розрахувати відстань до пилових хмар, використовуючи лише геометричні розрахунки.
Дослідники проаналізували три різні гамма-сплески, щоб визначити відстані до трьох спіральних рукавів: Персея, Зовнішнього та Зовнішнього рукава Щита-Центавра. Виявили, що Зовнішній рукав та рукав Щита-Центавра розташовані приблизно на 10 відсотків далі, ніж свідчили попередні дані.
Малюнок художника, що зображує Чумацький Шлях. Фіолетовим показано старі уявлення про ширину галактики, тоді як пунктирною лінією показано нові дані / Зображення NASA/CXC/SAO/M.Weiss
Наприклад, нове вимірювання для рукава Щита – Центавра показало відстань 19,0 кілопарсека (приблизно 62 000 світлових років), що значно точніше за попередні спроби вимірювання за допомогою паралакса водяних мазерів.
Ці відмінності невеликі, але будь-який перегляд цих відстаней має велике значення, оскільки вони є фундаментальними для розуміння нашої галактики,
– додала співавторка дослідження Іларія Форнасьєро.
Вчені пояснили, що зміна відстаней безпосередньо впливає на оцінку маси галактики, оскільки саме маса визначає, наскільки широкими можуть бути її рукави.
Також команда виміряла товщину найвіддаленішого рукава, яка становить приблизно 3500 світлових років. Це підтвердило, що вони вимірюють саме цілу структуру рукава, а не випадкову ізольовану хмару пилу.
Попри високу точність методу, його важко застосовувати часто, адже яскраві гамма-сплески, які можна побачити крізь площину нашої галактики, трапляються рідко. За останні 25 років науковці знайшли лише кілька таких подій. Попри це, астрономи продовжують пошуки нових сплесків і покладають надії на майбутні обсерваторії, такі як AXIS та New Athena, які дозволять проводити системні кампанії спостережень. Це допоможе створити ще детальнішу 3D-карту нашого космічного дому.