Чумацький Шлях і його рукава. Дані Gaia пояснюють, як галактика надбала таку форму

Нові дані космічного телескопа Gaia допомогли вченим наблизитися до розгадки таємниці спіральних рукавів нашої галактики Чумацький Шлях. Про це повідомляє Space.com.

Третій пакет даних від Gaia зміг показати спіральну структуру галактики з більшою точністю і деталізацією, кажуть вчені.

З 1950-х років астрономи знали, що наша галактика виглядає як спіраль з кількома щільними рукавами зірок і пилу, що виходять з центру Чумацького Шляху. Вони перетинали галактичний диск і розчинялися по його краях. Із тих самих пір учені намагалися з'ясувати, скільки існує рукавів у галактики і як вони з'явилися.

"Проблема полягає в тому, що ми знаходимося всередині диска галактики, і тому дуже важко побачити всю структуру Чумацького Шляху цілком. Це схоже на спроби оглянути ліс, перебуваючи всередині його. У якийсь момент дерева затуляють інші дерева, до того ж, у лісі може бути туман, тому вкрай важко описати, як виглядає ліс у цілому", — говорить одна з авторів дослідження Елеонора Зорі з Інституту астрономії Макса Планка.

Місія Європейського космічного агентства за допомогою Gaia складає карту Чумацького Шляху з 2014 року, вимірюючи точно положення близько 2 млрд зірок по відношенню до Землі. Перші два пакети даних, отриманих за допомогою космічного телескопа, зробили революцію у вивченні нашої галактики.

Недавній третій пакет даних підвищив точність попередніх наборів даних. Саме ця точно дозволила астрономам докладніше вивчити спіральні рукави Чумацького Шляху.

Відомо, що в нашої галактики є такі спіральні рукави як рукав Персея та рукав Центавра. Також у галактиці є ще два менш виражених рукави або гілки, звані рукав Стрільця та рукав Оріона. Останній також називають Місцевим рукавом, оскільки в ньому розташована Сонячна система.

Учені вивчили скупчення 600 тис. молодих зірок, щоб визначити положення спіральних рукавів. За словами одної зі співавторів дослідження Елоїзи Поджіо, молоді зірки дуже важливі при вивченні спіральних рукавів. Астрономи вважають, що спіральні рукави з їхньою щільною концентрацією пилу та газу є місцем утворення більшості зірок.

Більш ранні теорії припускали, що форма рукавів галактики якимось чином фіксована і обертається навколо галактичного центру протягом тривалого періоду часу. Окремі зірки, обертаючись з власною швидкістю, можуть переходити в рукава і виходити з них.

Але така теорія оскаржується новими даними місії Gaia. Тепер учені вважають, що спіральні рукави можуть бути взагалі не зафіксованими. Така форма галактики може бути тимчасовою й утворюватися в результаті обертання галактичного диска. Згодом рукави Чумацького Шляху можуть зникнути та прийняти іншу форму.

Для того, щоб з'ясувати, яка теорія правильна, Альфред Кастро з Лейденського університету вивчив розсіяні скупчення — групи з тисяч молодих зірок, народжених із однієї хмари газу та пилу. Через юний вік ці зірки все ще знаходяться недалеко від місця свого народження, тобто всередині спіральних рукавів. Кастро припустив, що якби нові теорії були правильні, молодих розсіяних скупчень у спіральних рукавах було б більше, ніж старих. Саме це й показали дані.

"У даних було видно, що яскраво виражена спіральна структура містить молодшу популяцію зірок, але зникає в відрізках зі старішими зірками", — говорить Кастро.

Згідно з його аналізом, спіральні рукави можуть існувати від 80 до 100 млн років, що становить невелику дещицю часу в 13-мільярдній історії нашої галактики.

У майбутньому вчені сподіваються з'ясувати, яким чином сформувалися спіральні рукави в Чумацькому Шляху. Дехто припускає, що цей вир зіркових потоків міг з'явитися в результаті зіткнення з іншою галактикою. Інша теорія полягає в тому, що спіральні рукави утворилися природним чином у результаті обертання галактичного диска.