Галактична археологія. Чотири загадки Чумацького Шляху, які розкриє телескоп Gaia

За час своєї роботи з 2013 року космічний телескоп Gaia Європейського космічного агентства зміг зібрати величезний обсяг даних про мільярди космічних об'єктів. Вчені сподіваються, що оприлюднені дані допоможуть розгадати головні таємниці народження та еволюції як Чумацького Шляху, так і зірок, які знаходяться в нашій галактиці, повідомляє Space.

Космічний телескоп Gaia, який знаходиться неподалік нового телескопа Вебба, за майже 10 років роботи зміг створити найдокладнішу карту Чумацького Шляху. Обсерваторія зберігає інформацію про місцеперебування та швидкість руху майже 2 млрд зірок. Але нові дані також покажуть, який зірки мають хімічний склад.

За словами вчених, 2 млрд зірок, які зміг побачити телескоп — це лише 1% від усіх зірок у нашій галактиці. Але маючи інформацію про ці зірки, вчені можуть скласти максимально повне уявлення про Чумацький Шлях загалом.

Ось деякі з найзахопливіших таємниць Чумацького Шляху, які астрономи хочуть розкрити за допомогою нових даних космічного телескопа Gaia.

Звідки беруться зірки?

Вимірюючи точні положення, відстані та швидкості величезної кількості зірок, астрономи можуть моделювати минулі траєкторії цих зірок і, по суті, зазирнути в минуле Чумацького Шляху на мільйони або навіть мільярди років. Це вже було можливо з раніше оприлюдненими даними, але з новою інформацією вчені зможуть дізнатись ще більше.

Команда телескопа Gaia вперше опублікує так звані астрофізичні параметри для 500 млн зірок. Ці параметри розкривають інформацію про хімічний склад, масу, вік, температуру і яскравість кожної з вивчених зірок.

"Тепер по-справжньому можна дізнатися максимум інформації про ці зірки. Це схоже на те, якби ви намагалися дізнатися практично все про 500 млн людей і тепер отримаєте дані про кожного з них: як їх звуть, скільки їм років, де і як вони народилися", — каже Джос де Брюйне з Європейської космічної агенції.

Завдяки новим даним вчені хочуть дізнатися точне місце народження та те, як це сталося, для 30 млн зірок. Деякі з них з'явилися в Чумацькому Шляху, а деякі, мабуть, народилися поза галактикою.

Таємниця структури Чумацького Шляху

Хоча астрономи вже давно спостерігають за Чумацьким Шляхом за допомогою телескопа Gaia, все ж таки залишається багато нерозкритих таємниць, які стосуються нашої галактики. Оскільки ми всередині галактики, багато об'єктів недоступні для вивчення. Навіть такий потужний телескоп, як Gaia, не може зазирнути за густі хмари пилу та газу, які закривають центр Чумацького Шляху, щоб побачити інший бік галактичного диска.

"Але ми поступово наближаємося до розкриття деяких загадок, завдяки вивченню даних телескопа Gaia, а також за допомогою застосування радіоастрономії. Це стосується і розподілу темної матерії в галактиці. Вимірюючи рух зірок, ви також досліджуєте розподіл матерії в Чумацькому Шляху. І це дійсно важливо для з'ясування того, як галактика тримається разом і не розпадається на частини", — каже де Брюйне.

Також вчені хочуть за допомогою нових даних розібратися зі спіральною структурою галактики та її точним пристроєм. Астрономи згодні з тим, що Чумацький Шлях має 4 головні спіральні рукави, які складаються з потоків зірок та газу. Але астрономи досі сперечаються про розмір і значущість деяких рукавів, а також про їхнє точне положення на диску Чумацького Шляху. Нові дані можуть допомогти чіткіше зрозуміти природу спіральних рукавів. Також вчені хоча б більше дізнатися про минуле цих рукавів та змоделювати їх розвиток у майбутньому.

Що відбувалося в "дитинстві" Чумацького Шляху?

Дані космічного телескопа Gaia дозволяють астрономам займатися "галактичною археологією". Це означає, за допомогою вивчення траєкторії руху зірок, вчені можуть дізнатися про події, які відбулися в дуже далекому минулому нашої галактики, мільярди років тому. Це стосується зіткнень з іншими галактиками.

Під час попереднього оприлюднення даних телескопа вчені зробили важливе відкриття. Вони з'ясували, що приблизно в період від 8 до 11 млрд років тому, коли Чумацький Шлях був меншим за розміром, він зіткнувся з ще меншою галактикою Gaia Enceladus. Астрономи вважають, що це було останнє значне злиття галактик, під час якого Чумацький Шлях поглинув іншу галактику. Астрономи сподіваються, що нові дані дозволять зазирнути ще далі в історію нашої галактики та побачити там сліди ще ранніх зіткнень галактик.

"Тепер, коли ми знаємо вік та хімічний склад зірок, ми можемо з'ясувати, коли відбулася така подія ще раніше, 10 -15 млрд років тому. Також ми зможемо дізнатися, де точно народилися ті чи інші зірки, в нашій галактиці, чи ні", — каже Ентоні Браун із Лейденського університету.

Чумацький шлях і зараз продовжує поглинати карликові галактики. Наприклад, дві галактики-супутники Чумацького Шляху під назвою Велика Магелланова Хмара та Мала Магелланова Хмара одного разу стануть частиною нашої галактики.

Водночас астрономи вважають, що Чумацький Шлях закінчить своє існування як окрема галактика через 4,5 млрд років, коли відбудеться його зіткнення з галактикою Андромеди. Як уже писав Фокус, вчені показали, який вигляд матиме наша галактика після зіткнення з галактикою Андромеди.

Що не так із диском Чумацького Шляху?

Раніше дані Gaia показали, що диск Чумацького Шляху викривлений, а не рівний. Також у диску відбуваються коливання під час обертання навколо центру галактики. Астрономи вважають, що це коливання відбулося внаслідок не такого вже й давнього галактичного зіткнення.

Астрономи сподіваються, що нові дані нададуть більше інформації про структуру галактичного диска та природу відомих коливань.

"Ми можемо спробувати виміряти ці коливання в різних місцях галактики або подивитися, як вони впливають на певні типи зірок. Так ми дізнаємося, що сталося в галактичному диску", — говорить Браун.

Це ще не все

За словами вчених, новий набір даних, крім усього іншого, також міститиме величезну кількість інформації про подвійні зоряні системи в Чумацькому Шляху і завдяки цьому можна буде зробити ще кілька відкриттів.

Також телескоп Gaia зібрав найбільшу базу даних хімічних складів астероїдів у Сонячній системі, що також дозволить по-новому подивитись на ці об'єкти.

Обсерваторія працюватиме в космосі до 2025 року, доки в неї не закінчиться паливо. Вчені хочуть отримати до цього часу ще як мінімум 2 набори таких же всеосяжних даних, як і ті, які оприлюднять 13 червня 2022 року.

Нагадуємо, що телескоп Габбл знайшов галактику, що сховалася біля Чумацького Шляху, і зробив чудову фотографію цього космічного об'єкта.