Астрономы нашли самые далекие звезды в нашей галактике на полпути к Андромеде

Характерные пульсации и яркость звезд типа RR Лиры делают их отличными «стандартными свечами» для измерения галактических расстояний. Новые наблюдения позволили исследователям проследить внешние границы гало Млечного Пути.

«Это исследование переопределяет то, что составляет внешние границы нашей галактики», — сказал Раджа ГухаТхакурта, профессор и заведующий кафедрой астрономии и астрофизики Калифорнийского университета в Санта-Круз. «Наша галактика и Андромеда настолько велики, что между ними почти нет места».

ГухаТхакурта объяснил, что компонент звездного гало нашей галактики намного больше, чем диск, диаметр которого составляет около 100 000 световых лет. Солнечная система находится в одном из спиральных рукавов диска. В центре диска находится центральная выпуклость, а окружает ее гало, которое содержит самые старые звезды в галактике и простирается на сотни тысяч световых лет во всех направлениях.

«Гало — самая сложная часть для изучения, потому что внешние пределы очень далеки», — сказал ГухаТхакурта. «Звезды очень редки по сравнению с высокой звездной плотностью диска и выпуклости, но в гало преобладает темная материя, и на самом деле он содержит большую часть массы галактики».

По словам Ютинга Фэна, докторанта, работающего с ГухаТхакуртой в Калифорнийском университете, предыдущие исследования по моделированию подсчитали, что звездное гало должно простираться примерно на 300 килопарсеков или 1 миллион световых лет от галактического центра (один килопарсек равен 3260 световым годам). 208 звезд типа RR Лиры, обнаруженных Фенгом и его коллегами, находятся на расстоянии от 20 до 320 килопарсеков.

«Мы смогли использовать переменные звезды в качестве надежных индикаторов для определения расстояний», — сказал Фенг. «Наши наблюдения подтверждают теоретические оценки размера ореола, так что это важный результат».

Выводы основаны на данных исследования скопления Девы следующего поколения (NGVS), программы, использующей телескоп Канада-Франция-Гавайи (CFHT) для изучения скопления галактик далеко за пределами Млечного Пути. Обзор не был предназначен для обнаружения звезд типа RR Лиры, поэтому исследователям пришлось выкопать их из набора данных. Скопление Девы — большое скопление галактик, в которое входит гигантская эллиптическая галактика M87.

«Чтобы получить глубокую экспозицию M87 и окружающих ее галактик, телескоп также зафиксировал звезды переднего плана в том же поле, поэтому данные, которые мы использовали, являются своего рода побочным продуктом этого обзора», — пояснил Фэн.

По словам ГухаТхакурты, отличное качество данных NGVS позволило команде получить наиболее надежную и точную характеристику RR Лиры на этих расстояниях. RR Лиры — это старые звезды с очень специфическими физическими свойствами, которые заставляют их расширяться и сжиматься в регулярно повторяющемся цикле.

«То, как меняется их яркость, похоже на ЭКГ — они похожи на сердцебиение галактики — поэтому яркость быстро увеличивается и медленно снижается, и цикл идеально повторяется с очень характерной формой», — сказал ГухаТхакурта. «Кроме того, если измерить их среднюю яркость, она будет одинаковой от звезды к звезде. Эта комбинация является фантастической для изучения структуры галактики».

Небо полно звезд, некоторые ярче других, но звезда может казаться яркой, потому что очень яркая или потому что очень близко, и будет трудно заметить разницу. Астрономы могут идентифицировать звезду типа RR Лиры по ее характерным пульсациям, а затем использовать наблюдаемую яркость, чтобы вычислить, насколько далеко она находится. А это процедуры непростые. Более удаленные объекты, такие как квазары, могут маскироваться под звезды типа RR Лиры.

«Только астрономы знают, как трудно получить надежные индикаторы этих расстояний», — сказал Фэн. «Эта надежная выборка далеких звезд RR Лиры дает очень мощный инструмент для изучения гало и проверки текущих моделей размера и массы нашей галактики».