Международная группа астрономов под руководством специалистов из Национального института астрофизики Италии (INAF) выполнила самые точные на сегодняшний день измерения расстояний до самых удалённых спиральных рукавов Млечного Пути.
Исследование показало, что некоторые из этих структур расположены примерно на 10% дальше, чем предполагали существовавшие до сих пор модели строения нашей Галактики.
Результаты получены с помощью космических рентгеновских телескопов XMM-Newton (ЕКА) и Chandra (NASA) и опубликованы в журнале Astronomy & Astrophysics.
Главные мысли за 1 минуту:
- Внешние спиральные рукава Млечного Пути оказались на 10% дальше от Земли, чем считалось ранее.
- Учёные впервые применили метод рентгеновских эхо от гамма-всплесков для прямого измерения расстояний до этих структур.
- Точность измерений для рукава Щит — Центавр достигла 1% — рекорд для столь удалённой области Галактики.
- Определена толщина пылевого слоя внешнего рукава — около 3500 световых лет.
- Новые данные в сочетании с миссией Gaia позволят построить более точную трёхмерную карту Млечного Пути.
Проблема измерения окраин Галактики
Изучение структуры Млечного Пути — серьёзная задача для астрономов. Солнечная система находится внутри галактического диска, поэтому огромное количество звёзд, газа и межзвёздной пыли мешает увидеть Галактику целиком. Хотя миссия Gaia существенно улучшила картографирование звёзд, точное определение положения удалённых спиральных рукавов оставалось сложной задачей — традиционные методы сильно зависят от моделей вращения, которые на окраинах дают большую погрешность.
Как работают рентгеновские эхо
Чтобы обойти это ограничение, команда под руководством Беатриче Вайя использовала редкое природное явление. Когда гамма-всплеск из очень далёкой галактики проходит через Млечный Путь, часть его рентгеновского излучения рассеивается на пылинках в спиральных рукавах. Для космических телескопов это выглядит как расширяющиеся световые кольца — своеобразное эхо космического взрыва.
Скорость расширения этих колец определяется исключительно геометрией системы, поэтому исследователи могут с высокой точностью вычислить расстояние до облака пыли, вызвавшего эхо. Метод не требует использования моделей вращения Галактики, точность которых на окраинах резко падает.
Неожиданные результаты
Проанализировав три известных гамма-всплеска, наблюдавшихся с 2003 по 2022 год, астрономы измерили расстояния до рукава Персея, Внешнего рукава и внешнего рукава Щит — Центавр. Оказалось, что два последних расположены примерно на 10% дальше, чем считалось ранее. Для рукава Щит — Центавр, находящегося более чем в 60 тысячах световых лет от Земли, удалось достичь точности около 1% — это лучший результат для столь удалённой области Млечного Пути.
Вдобавок исследователи впервые определили толщину слоя космической пыли во внешнем рукаве — около 3500 световых лет. Этот результат подтверждает, что наблюдения охватывали не отдельное облако, а всю структуру спирального рукава.
Что дальше
Объединение данных миссии Gaia с новыми рентгеновскими измерениями позволяет существенно уточнить трёхмерную карту Млечного Пути, особенно его удалённых областей, где прямые наблюдения затруднены. Авторы отмечают, что столь яркие гамма-всплески, проходящие через плоскость нашей Галактики, происходят крайне редко, поэтому уже собранные наблюдения представляют особую научную ценность. В будущем рентгеновские обсерватории нового поколения, такие как NewAthena, смогут применять этот метод для большего числа источников, что позволит ещё точнее восстановить структуру Млечного Пути.
