Нова карта зір показує, що Мала Магелланова Хмара розширюється

Наші галактичні сусіди намагаються знайти спільну мову один з одним. Згідно з новим дослідженням, яке буде опубліковано в журналі Astronomy and Astrophysics, взаємодії між Великою та Малою Магеллановими Хмарами далекі від мирних. Мала Магелланова Хмара розширюється і перебуває в стані дисбалансу через свої взаємодії з Великою Магеллановою Хмарою.

Магелланові Хмари є двома найбільшими та найвідомішими супутніми галактиками Чумацького Шляху. Хоча дослідження показують, що обидві вони формуються під впливом набагато масивнішого Чумацького Шляху — і зрештою злиються з ним — пара неправильних карликових галактик також займається своїми власними гравітаційними іграми. Астрономи знають про міст газу, що з'єднує дві хмари, і про те, як у ньому формуються зірки. Але це дослідження показує, що їхні постійні взаємодії мають більше аспектів.

Дослідження має назву "VMC survey. LV. Узгоджене розширення SMC," а головним автором є Сріпрія Віджаясрі, аспірант Лейбніцького інституту астрофізики Потсдам. VMC у назві означає VISTA Survey of the Magellanic Clouds.

VISTA — це інфрачервоний телескоп для оглядів у Чилі. Це найбільший телескоп у світі, присвячений оглядам у ближньому інфрачервоному (NIR) діапазоні. Хоча атмосфера Землі блокує більшість інфрачервоного світла, є кілька вікон на специфічних NIR довжинах хвиль, і VISTA використовує їх. VMC є одним із шести великих оглядових проектів VISTA.

VMC вивчає кілька аспектів Магелланових Хмар, включаючи правильні рухи зірок. Він повторно відвідує ті ж поля в хмарах кілька разів протягом років, що дозволяє відстежувати мільйони окремих зірок, коли вони рухаються по небу. Це генерує краще загальне розуміння кінематики MC з плином часу.

"Тут ми досліджуємо двовимірну зоряну кінематику SMC, щоб зрозуміти динамічні ефекти цих взаємодій, використовуючи збільшений часовий базис 6−11 років з даних VISTA Survey of the Magellanic Clouds (VMC) випуску 7," пишуть автори. "Ми отримуємо правильні рухи з тричі покращеною точністю в порівнянні з попередніми дослідженнями на основі даних VMC."

"Огляд VMC був спроектований для картографування Магелланових Хмар з безпрецедентною деталізацією в інфрачервоному світлі, що дозволяє астрономам заглядати крізь пил і вивчати зоряні популяції, що охоплюють широкий діапазон віку," сказала професорка доктор Марія-Роза Чіоні, головний дослідник VISTA. "Останній випуск даних VMC розширює спостережний часовий базис до 11 років, що дозволяє отримувати набагато точніші вимірювання зоряних рухів, ніж у попередніх дослідженнях."

SMC має загальний рух, який астрономи називають його масовим системним рухом. Це те, як він рухається як узгоджена, гравітаційно зв'язана одиниця. Але окремі зірки також мають свої власні рухи, які називаються їх правильними рухами. Знайти ці залишкові правильні рухи вимагало видалення масового системного руху SMC з спостережень VISTA.

"Спочатку ми створюємо карту залишкової швидкості, віднімаючи системний рух SMC від спостережуваних правильних рухів," пояснюють дослідники у своєму листі. "Потім ми підганяємо та видаляємо лінійний градієнт швидкості з цього залишкового поля, отримуючи градієнт-коректовану залишкову карту, яка підкреслює маломасштабні кінематичні підструктури."

Ця робота показує, що SMC розширюється під впливом свого більшого сусіда. "Вперше серед усіх зоряних популяцій карта залишкових правильних рухів виявляє розширення в південно-східному та північно-західному напрямках, що узгоджується з припливними силами, викликаними LMC, які можна виявити навіть у центральних регіонах," пояснюють дослідники.

Галактики зазвичай обертаються узгоджено, і хоча обертання SMC спостерігається як незвичайне, забруднене деякими випадковими рухами та потоком зірок, астрономи вважали, що вона все ще поводиться як обертовий диск. Але це дослідження показує інше.

"Результати виявляють великомасштабне припливне розширення по всій галактиці Малої Магелланової Хмари та ставлять під сумнів давні припущення, що Мала Магелланова Хмара поводиться як обертовий диск," сказав головний автор Віджаясрі в прес-релізі. "Дослідження показує, що внутрішні рухи зір у Малій Магеллановій Хмарі домінують не порядним обертанням, а гравітаційними порушеннями, викликаними повторними зустрічами з LMC протягом мільярдів років."

"Коли я вперше побачив результати, я був справді вражений якістю виміряних зоряних рухів," сказав співавтор дослідження доктор Флоріан Нідергофер з AIP. Об'єднавши спостереження, які були отримані протягом більш ніж десятилітнього часового базису, ми змогли картографувати внутрішню кінематику Малої Магелланової Хмари з рівнем деталізації, який є видатним для спостережень з Землі."

Зірки в SMC рухаються назовні зі швидкістю приблизно 17 км за секунду. Це скромна швидкість в астрономічних термінах, але вона значна для SMC. Оскільки SMC є карликовою галактикою, вона не є дуже масивною в порівнянні з іншими галактиками. В результаті її швидкість втечі може бути такою ж низькою, як 60 км за секунду. Зірки не зовсім втікають з SMC, але протягом мільярдів років вони можуть зрештою втекти або деформувати галактику.

Результати показують, що SMC є складною структурою, яка бореться під гравітаційним впливом своїх більших сусідів. Вона не має узгодженого обертального руху, і навіть зірки в її внутрішніх регіонах рухаються назовні. Результати також показують, що різні популяції зірок рухаються по-різному. Старі червоні гіганти в SMC рухаються на північ, що вказує на те, що вони походять з набагато старшої взаємодії.

"Динаміка SMC є надзвичайно складною, як підтверджують численні дослідження, включаючи це," пишуть дослідники. "Недавні аналізи підкреслили, що прості моделі обертового диска є недостатніми для відображення спостережуваної кінематики, висновок, який чітко підтверджується нашими результатами, які виявляють сильні сигнатури дисбалансу навіть у внутрішніх регіонах."