Нещодавно виявлена особливість дає уявлення про великомасштабну структурі нашої галактики, яку важко вивчити з позиції Землі всередині неї.
Вчені виявили раніше невідому особливість нашого Чумацького Шляху: група молодих зірок і газових хмар стирчить з одного зі спіральних рукавів Чумацького Шляху, як скалка, висовуватися з дерев’яної дошки. Протяжність близько 3 000 світлових років – це перша велика структура, орієнтація якої різко відрізняється від орієнтації руки.
Астрономи мають приблизне уявлення про розмір і форму рукавів Чумацького Шляху, але багато чого залишається невідомим: вони не можуть побачити повну структуру нашої рідної галактики, тому що Земля знаходиться всередині неї. Це все одно, що стояти посеред Таймс-сквер і намагатися намалювати карту острова Манхеттен. Чи зможете ви виміряти відстані з достатньою точністю, щоб визначити, чи знаходяться дві будівлі в одному кварталі або на відстані кількох вулиць? І як ви могли сподіватися побачити весь шлях до самого краю острова з такою великою кількістю речей на вашому шляху?
Щоб дізнатися більше, автори нового дослідження зосередилися на сусідній частині одного з рукавів галактики, званому Рукавом Стрільця. Використовуючи космічний телескоп НАСА Spitzer до його виведення на пенсію в січні 2020 року, вони шукали новонароджені зірки, розташовані в газових і пилових хмарах (званих туманностями), де вони утворюються. Spitzer виявляє інфрачервоне світло, який може проникати через ці хмари, в той час, як видиме світло (такий, який можуть бачити людські очі) блокується.
Вважається, що молоді зірки й туманності точно відповідають формі рук, в яких вони знаходяться. Щоб отримати тривимірне зображення сегмента руки, вчені використовували останній випуск даних місії ESA (Європейського космічного агентства) Gaia для точного вимірювання відстані до зірок. Об’єднані дані показали, що довга тонка структура, пов’язана з Рукавом Стрільця, складається з молодих зірок, що рухаються в космосі з майже однаковою швидкістю і в одному напрямку.
«Ключовою властивістю спіральних рукавів є те, наскільки сильно вони обвивають галактику. Більшість моделей Чумацького Шляху припускають, що Рука Стрільця утворює спіраль з кутом нахилу близько 12 градусів, але структура, яку ми досліджували, дійсно виділяється під кутом майже 60 градусів », – сказав Майкл Кун, астрофізик з Каліфорнійського технологічного інституту і провідний автор нової статті.
Подібні структури – іноді звані шпорами або пір’ям – зазвичай зустрічаються на рукавах інших спіральних галактик. Протягом десятиліть вчені задавалися питанням, поцятковані чи спіральні рукави нашого Чумацького Шляху цими структурами або вони відносно гладкі.
Нещодавно виявлена особливість складається з чотирьох туманностей, відомих своєю захоплюючою дух красою: туманності Орла (в якій знаходяться стовпи творіння), туманності Омега, трироздільна туманності й туманності Лагуна.
У 1950-х роках група астрономів зробила грубі вимірювання відстаней до деяких зірок в цих туманностях і змогла зробити висновок про існування рукава Стрільця. Їх робота надала одні з перших свідчень спіральної структури нашої галактики.
«Відстані – одна з найскладніших речей для вимірювання в астрономії. Тільки недавні прямі вимірювання відстаней від Гайи роблять геометрію цієї нової структури настільки очевидною », – сказав співавтор Альберто Кроне-Мартінс, астрофізик і викладач інформатики в Каліфорнійському університеті в Ірвіні й член Консорціуму з обробки та аналізу даних Gaia (DPAC).
У новому дослідженні дослідники також спиралися на каталог з більш ніж ста тисяч новонароджених зірок, виявлених Spitzer в ході дослідження галактики під назвою Galactic Legacy Infrared Mid-Plane Survey Extraordinaire (GLIMPSE).
«Коли ми об’єднуємо дані Gaia і Spitzer і, нарешті, бачимо цю детальну тривимірну карту, ми можемо бачити, що в цій галузі є досить багато складнощів, які раніше не були очевидні», – сказав Кун.
Астрономи ще не до кінця розуміють, що викликає утворення спіральних рукавів в галактиках, подібних до нашої. Попри те, що ми не можемо побачити повну структуру Чумацького Шляху, можливість вимірювання руху окремих зірок корисна для розуміння цього явища: зірки в недавно виявленій структурі, ймовірно, утворилися приблизно в один час, в одній і тій же загальній області, і знаходилися під унікальним впливом сил, що діють всередині галактики, включаючи гравітацію і зрушення через обертання галактики.
