Звездное гало Млечного Пути оказалось по форме не сферой, а эллипсоидом

Новая карта звезд над и под галактической плоскостью показывает ее галактическое гало — диффузный шар из газа, темной материи и звезд, окружающих спиральные галактики. Оказалось, что вместо круглой сферы, которую ожидали астрономы, гало Млечного Пути представляет собой эллипсоид, три оси которого имеют разную длину.

Определить форму нашей галактики действительно сложно. Представьте, что вы пытаетесь определить форму огромного озера, когда вы находитесь посреди него.

Только в последние годы, с запуском телескопа Gaia Европейского космического агентства в 2013 году, астрономы получили детальное представление о трехмерной форме нашей галактики.

Gaia разделяет с Землей орбиту вокруг Солнца. Изменения положения телескопа в Солнечной системе позволяют ему измерять параллакс объектов Млечного Пути, получая самые точные на сегодняшний день измерения для расчета положения и движения тысяч далеких звезд.

Благодаря этим данным мы теперь знаем, что диск Млечного Пути искривлен. Мы также знаем, что Млечный Путь неоднократно участвовал в галактических столкновениях, одним из наиболее заметных из которых, по-видимому, было столкновение с галактикой Гайя-Энцелад, около 7-10 миллиардов лет назад.

Ученые считают, что это столкновение создало звездный ореол Млечного Пути. Галактика Гайя-Энцелад разорвалась на части, столкнувшись с нашей галактикой, ее обособленное население звезд рассеялось по гало Млечного Пути.

Группа ученых решила лучше понять галактическое гало и роль Гайя-Энцелада в нем.

«Звездное гало (ореол) — это динамический индикатор галактического гало, — говорят ученые. Чтобы узнать больше о галактических ореолах в целом, и особенно о галактическом ореоле и истории нашей собственной галактики, звездный ореол — ​​отличное место для начала».

К сожалению, данные Gaia о химическом содержании звезд гало за пределами определенных расстояний не слишком надежны. Звездное население может быть связано вместе по химическому составу, что делает его важной информацией для картирования отношений между звездами гало.

Поэтому исследователи добавили данные из обзора под названием Hectochelle in the Halo at High Resolution, или H3; наземная съемка, в ходе которой, среди прочего, были собраны данные о химическом составе тысяч звезд в звездном гало Млечного Пути.

С помощью этих данных исследователи сделали вывод о профиле плотности звездного населения гало Млечного Пути. Они обнаружили, что лучше всего для их данных подходит гало в форме эллипсоида, наклоненное на 25 градусов по отношению к галактической плоскости.

Это согласуется с предыдущими исследованиями, которые показали, что звезды в гало Млечного Пути образуют трехосный эллипсоид (хотя детали немного различаются). Это также согласуется с теорией о том, что Гайя-Энцелад создала или, по крайней мере, сыграла огромную роль в создании гало Млечного Пути. Косая форма гало предполагает, что две галактики столкнулись под углом.

Астрономы также обнаружили два скопления звезд на значительном расстоянии от галактического центра. Они выяснили, что скопления представляют собой апоцентры первоначальных звездных орбит вокруг галактического центра — самое дальнее расстояние, которое звезды проходят по своим вытянутым эллиптическим орбитам.

Подобно тому, как вращающееся тело ускоряется при достижении точки, ближайшей к его центру притяжения, или «перицентру», апоцентр является точкой замедления. Когда Гайя-Энцелад встретилась с Млечным Путем, ее звезды разлетелись по орбитам, замедляясь в апоцентрах — вплоть до остановки и просто делая это место своим новым домом.

Однако это было очень давно, достаточно давно, чтобы странная форма исчезла, превратившись обратно в сферу. Сильный наклон предполагает, что ореол темной материи, связывающий Млечный Путь — таинственная масса, ответственная за избыточную гравитацию во Вселенной, — также сильно наклонен.

Итак, хотя у ученых есть несколько новых и интересных ответов, также есть несколько новых и интересных вопросов.

Астрономы заявили, что текущие и будущие исследования должны обеспечить еще более жесткие ограничения на форму гало, чтобы помочь понять, как развивалась наша галактика.

Исследование опубликовано в Astronomical Journal.