NASA’s Chandra досліджує Чумацький Шлях на відстані витягнутої руки - Наука NASA

Новий результат, отриманий за допомогою рентгенівської обсерваторії NASA Chandra, показує, що зовнішні спіральні рукави в галактиці Чумацький Шлях можуть бути ширшими, ніж вважалося раніше. Це відкриття може змусити астрономів переглянути своє розуміння структури нашої домашньої галактики.

Команда астрономів зробила це відкриття, здійснивши точні вимірювання відстаней до пилових хмар у спіральних рукавах Чумацького Шляху, використовуючи дані як з NASA Chandra, так і з XMM-Newton, місії ESA (Європейського космічного агентства) за участю NASA. Результати описані в новій статті, опублікованій в середу в журналі Astronomy & Astrophysics.

Дослідники визначили відстані, вивчаючи кільця навколо гамма-сплесків, деяких з найяскравіших сплесків світла у всесвіті, які виникають внаслідок колапсу масивних зірок або злиття нейтронних зірок. Вони знаходяться на величезних відстанях, далеко за межами нашої галактики.

Ця техніка вимірювання відстані використовує явище світлових ехо, коли світло від гамма-сплеску відбивається від пилових хмар у спіральних рукавах. Діаметри кілець у рентгенівських променях дають відстані до Землі, причому більші кільця генеруються пиловими хмарами, що знаходяться ближче до нас.

"Це дуже прямий спосіб – покладаючись лише на геометрію – точно виміряти відстані до спіральних рукавів Чумацького Шляху", – сказала Беатріс Вая, яка очолювала дослідження, будучи аспіранткою в спільній програмі між Scuola Universitaria Superiore IUSS Pavia та Університетом Тренто в Італії. "Більшість інших методів покладаються на припущення про те, як обертається Чумацький Шлях, які стають дедалі менш певними в зовнішніх регіонах нашої галактики."

Незважаючи на століття усвідомлення спіральних рукавів Чумацького Шляху, астрономи все ще працюють над точним описом його рукавів через положення Землі в одному з них. Пил і газ також блокують видимість інших рукавів.

Дослідники використали три різні гамма-сплески, щоб визначити відстані до трьох спіральних рукавів у Чумацькому Шляху. У порядку зростання відстаней від Галактичного центру, це рукави Персея, Зовнішній та Зовнішній Скутум-Центавр. У напрямку одного з сплесків вони виявили, що як Зовнішній, так і Зовнішній Скутум-Центавр рукави приблизно на 10% далі, ніж вважали астрономи раніше.

"Різниці невеликі, але будь-яке перегляд цих відстаней важливий, оскільки вони є настільки фундаментальними для розуміння нашої галактики", – сказала співавторка Іларія Форнасіеро, яка була аспіранткою в тій же програмі, що й провідний автор. "Наприклад, це може означати, що астрономам потрібно переглянути оцінки маси галактики, оскільки це впливає на те, наскільки широко розтягуються рукави."

Команда також використала свої дані, щоб оцінити, що пилова хмара в найвіддаленішому рукаві має ширину приблизно 3,500 світлових років. Ці знахідки показують, що їхні вимірювання застосовуються до повної товщини спірального рукава, а не до випадкової, ізольованої пилової хмари, яка може не повністю представляти місцезнаходження рукава.

Хоча ця техніка забезпечила значні покращення в точності відповідно до дослідників, її може бути важко використовувати для подальших вимірювань, оскільки яскраві гамма-сплески, які видимі через площину галактики, є рідкісними.

"Ми покладаємося на всесвіт, щоб надати нам ці події, і поки що, протягом понад 25 років, ми знайшли лише кілька, які можемо використовувати", – сказала співавторка Андреа Тьєнго з Scuola Universitaria Superiore IUSS Pavia. "Це сказавши, ми продовжимо шукати більше."

Космічний центр управління польотами NASA Marshall у Хантсвіллі, штат Алабама, керує програмою Chandra. Рентгенівський центр обсерваторії Смітсонівського астрофізичного центру контролює наукові операції з Кембриджа, штат Массачусетс, і польотні операції з Берлінгтона, штат Массачусетс.

Читати більше з рентгенівської обсерваторії NASA Chandra

Щоб дізнатися більше про Chandra, відвідайте:

https://nasa.gov/chandra

Щоб дізнатися більше про місію NASA Chandra, відвідайте:

https://nasa.gov/chandra

Цей реліз містить коротке відео та серію зображень, всі пов'язані з оновленим розумінням структури нашої домашньої галактики. Вивчаючи кільця рентгенівських світлових ехо, дослідники тепер вважають, що два спіральні рукави Чумацького Шляху можуть бути більш віддаленими від центру галактики, ніж вважалося раніше.

Оновлене розуміння структури Чумацького Шляху підкреслюється в короткому відео, яке порівнює два художні концептуальні зображення. У обох зображеннях наша спіральна галактика Чумацький Шлях показана в прямому вигляді. Вона має яскравий білий центр з кількома рукавами, які спірально виходять з центру, як довгі тонкі хмари, що закручуються проти годинникової стрілки. Два найдовші рукави роблять повний оберт спіральної галактики і вигинаються до верхнього правого кута зображень.

Перше зображення у відео показує попереднє розуміння Чумацького Шляху. Тут два найдовші рукави закручені навколо ядра в досить щільній спіралі. На другому зображенні, яке представляє оновлене розуміння, два найдовші рукави більш вільно спіральні. Візуально це означає, що між вигнутими рукавами, які знаходяться далі від яскравого ядра галактики, більше відкритого простору. Відео з'являється і зникає між двома художніми концептуальними зображеннями, щоб проілюструвати структурні відмінності між двома розуміннями.

Ці знахідки додатково показані статичним зображенням, яке накладає нове розуміння на попереднє. У цій художній концепції використано пунктирні лінії та різні кольори, щоб відрізнити між двома.

Команда астрономів зробила це відкриття, вивчаючи гамма-сплески, які відбиваються від пилових хмар у спіральних рукавах галактики. Внаслідок цього кільця рентгенівських променів, відомі як світлові ехо, були виявлені та змодельовані рентгенівською обсерваторією NASA Chandra та XMM-Newton ESA. У додатковому зображенні даних світлові ехо нагадують концентричні арки неонових блакитних точок, що простягаються через плямисте небо.

Визначення положення спіральних рукавів Чумацького Шляху через рентгенівські світлові ехо дозволило астрономам використовувати геометрію, а не припущення про обертання галактики, щоб краще зрозуміти структуру нашої галактики.