Млечный Путь делает волну

«Наше обычное изображение спиральной галактики представляет собой плоский диск, тоньше блина, мирно вращающийся вокруг центра», рассказывает Синьлун Ченг из Университета Вирджинии, ведущий автор исследования. «Но в действительности все гораздо сложнее».

На протяжении десятилетий астрономы знали, что у многих спиральных галактик на самом деле есть диски с небольшим изгибом, как у картофельных чипсов или виниловых пластинок, слишком долго оставленных на солнце. Такие изгибы есть примерно в 50–70% спиральных галактик, включая наш Млечный Путь.

Как ни удивительно, нам немного известно о деформации Млечного Пути. Застрявшие глубоко внутри и ограниченные только одной точкой зрения с Земли, мы не можем увидеть искривление нашей галактики. Вместо этого необходимо проследить форму деформации, внимательно изучив положение и движение звезд по всему Млечному Пути. Именно это и сделали исследователи, и благодаря данным Sloan Digital Sky Survey они смогли получить более подробный вид, чем прежде, обнаружив, что не только диск галактики деформирован, но и сама деформация перемещается по галактике раз в 440 миллион лет.

«Представьте, что находитесь на трибуне футбольного матча, и толпа начинает махать руками», - говорит Ченг. «Все, что нужно сделать, это встать и сесть, но в результате волна идет по всему стадиону. То же самое и с галактическим искривлением - звезды движутся только вверх и вниз, но волна распространяется по всей галактике».

Чтобы это обнаружить, команда использовала высокоточный спектрограф обсерватории Apache Point Galactic Evolution Experiment (APOGEE), входящий в состав Sloan Digital Sky Survey (SDSS). За свое почти 10-летнее существование APOGEE наблюдал сотни тысяч звезд в Млечном Пути. Он собирает спектры, измерения звездного света разделяют на составляющие длины волн почти так же, как призма разделяет свет на радугу цветов.

«Спектры APOGEE предоставляют информацию о химическом составе и движении отдельных звезд», - объясняет доктор Борха Ангиано из Университета Вирджинии, соавтор исследования. «Это позволяет разделить их на разные группы, что позволяет проследить деформацию отдельно внутри каждой группы звезд».

Но одних спектров APOGEE было недостаточно, чтобы понять деформацию. Чтобы проследить искривление галактики, необходимо очень точно измерить расстояние до звезд. Чтобы получить эти расстояния, команда обратилась к данным спутника Gaia Европейского космического агентства (ESA), который вычисляет расстояния до миллионов звезд путем измерения крошечных возвратно-поступательных колебаний в направлении к звезде.

Объединив данные APOGEE и Gaia, команда смогла создать полные трехмерные карты звезд в Млечном Пути с подробной информацией о положении, скорости и химическом составе каждой. Вооружившись этими измерениями, команда смогла исследовать дальше внешнюю часть нашей галактики, чтобы провести наиболее подробное исследование этого явления.

Анализ показал, что искривление вызвано волной, проходящей через Млечный Путь, заставляя отдельные звезды перемещаться вверх и вниз по плоскости галактики во время движения. Новое исследование позволило более точно измерить скорость и протяженность волны, чем прежде.

Наиболее вероятное объяснение деформации состоит в том, что недавнее взаимодействие со спутниковой галактикой создало гравитационную рябь, и эта рябь продолжала перемещаться по галактике, образуя волну. Ченг объясняет: «Наша лучшая модель состоит в том, что около 3 миллиардов лет назад произошло столкновение со спутниковой галактикой - галактические астрономы считают это относительно недавно».

Подобные результаты показывают, насколько динамичны и как постоянно меняются галактики в астрономических масштабах времени.

Волнение по поводу Млечного Пути только начинается - примерно через 4 миллиарда лет мы столкнемся с галактикой Андромеды, и это событие навсегда изменит нашу галактику.