Наша галактика може бути більша, ніж ми думали

Нещодавні спостереження свідчать про те, що спіральні руки нашої галактики, Чумацького Шляху, можуть бути більшими, ніж вважалося раніше. Це відкриття може радикально змінити наше розуміння структури нашого космічного дому.

Спіральна структура Чумацького Шляху була виявлена понад 175 років тому, у 1850 році. Проте нові дані, отримані за допомогою обсерваторій NASA Chandra та Європейського космічного агентства XMM-Newton, дозволили астрономам провести нові точні вимірювання спіральних рук галактики. Виявилося, що ці руки простягаються далі, ніж вважалося раніше, що може вплинути на наше уявлення про структуру галактики.

"Різниці невеликі, але будь-яка корекція цих відстаней важлива, оскільки вони є основними для розуміння нашої галактики", – зазначила співавторка дослідження Іларія Форнасіеро. "Це може означати, що астрономам потрібно буде переглянути оцінки маси галактики, оскільки це впливає на те, як широко простягаються руки."

Для проведення нових вимірювань дослідникам довелося використовувати креативний підхід до даних. Вони вимірювали космічні відстані, спостерігаючи за рентгенівським світлом, яке розсіялося пилом у спіральних руках Чумацького Шляху, коли воно відбивалося від гамма-сплесків — найпотужніших вибухів у всесвіті, які відбуваються під час колапсу масивних зірок або злиття нейтронних зірок. Ці енергійні вибухи відбуваються далеко за межами нашої галактики, але їх рентгенівське світло настільки потужне, що може досягати і відбиватися від пилових хмар у спіральних руках.

Дослідницька група вивчала діаметри кілець світла, що розширюються від цих вибухів, та спостерігала, як і де вони відбиваються від пилу Чумацького Шляху, що дозволило точно визначити, де простягаються руки галактики.

"Це дуже прямий спосіб — покладаючись лише на геометрію — точно виміряти відстані до спіральних рук Чумацького Шляху", — зазначила провідна авторка Беатріс Вайя, яка очолювала це дослідження, будучи аспіранткою. "Більшість інших методів покладаються на припущення щодо того, як Чумацький Шлях обертається, що стає все більш невизначеним на зовнішніх межах нашої галактики."

Команда використовувала рентгенівське світло від трьох різних гамма-сплесків для вивчення трьох спіральних рук Чумацького Шляху: Персея, Зовнішньої та Зовнішньої-Щита-Центавра. Згідно з новими вимірюваннями, обидві Зовнішня та Зовнішня-Щита-Центавра руки виявилися приблизно на десять відсотків далі, ніж вважалося раніше.

Завдяки цим даним, команда також змогла виміряти товщину найвіддаленішої руки Чумацького Шляху, яка виявилася приблизно 3,500 світлових років завширшки. Включивши ширину руки, команда забезпечила, що вони вимірюють повне простягнення руки, а не лише одну конкретну пилову хмару, що додатково зміцнило їхні висновки.

Хоча цікаво, що руки Чумацького Шляху простягаються трохи далі і ширше, ніж ми думали раніше, ці нові знахідки можуть мати більші наслідки. На основі цих нових вимірювань астрономам, можливо, доведеться переосмислити наше розуміння розподілу маси, обертання та загальної структури галактики. Це еволюційне розуміння може вплинути не лише на структуру, але й на еволюцію нашої галактики та за її межами.

Однак це дослідження не можна повторити занадто легко. Це пов'язано з тим, що гамма-сплески не відбуваються завжди. Ще рідше — сплески, які ми можемо чітко спостерігати через нашу галактику.

"Ми покладаємося на всесвіт, щоб надати нам ці події, і за 25 років ми знайшли лише кілька, які можемо використовувати", — сказав співавтор Андреа Тьєнго з Scuola Universitaria Superiore IUSS Pavia. "Проте ми продовжимо шукати нові сплески."

Ця робота була описана в новому дослідженні, опублікованому 19 червня в журналі Astronomy & Astrophysics.