Ми всі знаємо, що наша галактика, Чумацький Шлях, велика. Але як далеко вона простягається? Де зовнішні межі?
Астрономи точно не впевнені. Однак дослідження галактик у скупченні Діви випадково виявили популяцію зірок у зовнішній частині Чумацького Шляху. Вони можуть відповісти на ці запитання.
Зірки, які називаються змінними RR Ліри, лежать у зоряному гало галактики. Це оболонка зірок і темної матерії , яка простягається принаймні на півдороги до галактики Андромеди. Це наша найближча сусідня спіраль і лежить приблизно у 2,5 мільйонах світлових років від нас.
Щойно знайдена орбіта RR Lyrae знаходиться в зовнішньому гало Чумацького Шляху на відстані близько 1 мільйона світлових років. А оскільки вони є змінними, які регулярно пульсують у своїй яскравості, астрономи можуть використовувати їх для визначення точних відстаней у космосі. Знайдіть відстані до цих давніх пульсуючих змінних і вуаля! Ви знайшли відстань до їхньої позиції в ореолі.
Зірки RR Ліри цікаві самі по собі, навіть не тільки як індикатори відстані. Вони мають специфічні фізичні властивості, які змушують їх розширюватися та звужуватися в регулярно повторюваному циклі. Це майже як биття серця.
І їх середня яскравість однакова для всіх. Це та характеристика, яка дозволяє використовувати їх як «свічки» стандартної відстані через космічні безодні.
Вони часто зустрічаються в кульових скупченнях. Знаходження їх у зоряному гало є додатковим плюсом для астрономів, які використовують їх для визначення протяжності Чумацького Шляху.
Структура Чумацького Шляху
Астроном Раджа ГухаТхакурта з Університету Каліфорнії в Санта-Крузі зазначив, що дослідження цієї нової популяції RR Lyraes, проведені студентом Ютіном Феном, уточнюють «край» Чумацького Шляху.
«Це дослідження переосмислює те, що є зовнішніми межами нашої галактики», — сказав він. «Галактика та Андромеда настільки великі, що між двома галактиками майже немає простору».
Чумацький Шлях має ядро, рукави та дисковий компонент, який розділений на товсту та тонку частини. Ми живемо в спіральному рукаві диска. Наш район лежить приблизно на 2/3 виходу з ядра, яке часто називають центральним балджем. Все це оточене зоряним ореолом.
ГухаТхакурта також пояснив, що галактичне зоряне гало набагато більше, ніж диск. Його розмір приблизно 100 000 світлових років. Гало також містить найстаріші зірки в галактиці. Вона простягається на сотні тисяч світлових років у будь-якому напрямку.
«Гало — це найважча частина для вивчення, тому що зовнішні межі знаходяться так далеко», — сказав ГухаТхакурта. «Зірки дуже рідкісні порівняно з високою зоряною щільністю диска та балджа, але в гало переважає темна матерія, і воно насправді містить більшу частину маси галактики».
Розглядаючи галактики та знаходячи підказки про нашу
Отже, як вивчати цю частину галактики, якщо це так важко? А де тут RR Lyraes?
Ютінг Фен використовував дослідження галактик у скупченні Діви , щоб отримати дані про зірки в нашій галактиці та її гало. Комп’ютерні моделі показують, що цей зоряний ореол має простягатися приблизно на мільйон світлових років від ядра галактики. (Це 300 кілопарсек астрономічною мовою).
Але астрономам потрібно було більше даних. Звідси використання даних опитувань.
Дані опитування, які використав Фенг, взяті з огляду кластера Virgo Next Generation, комплексного дослідження кластера за допомогою оптичних зображень. Він використовував інструмент MegaCam на канадсько-французько-гавайському телескопі (CFHT) на Мауна-Кеа.
Огляд було запропоновано для вивчення різноманітних факторів скупчення, включаючи масу, внутрішньокластерне середовище, скам’янілості зореутворення в скупченні та дослідження гало галактик.
Щоб отримати глибоку експозицію M87 та інших галактик скупчення Діви, телескоп також зафіксував зірки переднього плану в нашій галактиці.
«Дані, які ми використовували, є свого роду побічним продуктом цього опитування», — пояснив Фенг. «Ми змогли використати ці змінні зірки як надійні трасувальники для визначення відстаней», — сказав Фенг. «Наші спостереження підтверджують теоретичні оцінки розміру гало, тому це важливий результат».
За словами Фенга, відкриття RR Лір має велике значення. Це тому, що астрономам важко отримати надійні вимірювання відстані в регіоні.
«Ця надійна вибірка далеких зірок RR Ліри дає нам дуже потужний інструмент для вивчення гало та тестування наших поточних моделей розміру та маси нашої галактики», — сказав Фенг.
