Млечният път има вътрешен пръстен, точно извън ядрото

През миналия век астрономите научиха много за космоса и нашето място в него. От откриването, че Вселената е в постоянно състояние на разширяване до откриването на космическия микровълнов фон (CMB) и космологичния модел на Големия взрив, нашето възприятие за космоса се разшири неимоверно. И все пак много от най-дълбоките астрономически открития все още се случват в нашия космически заден двор – галактиката Млечния път.

В сравнение с други галактики, които астрономите могат да разрешат относително лесно, структурата и размерът на Млечния път са обект на непрекъснати открития. Последното идва от Института за извънземна физика Макс Планк (MPE), където учените откриха неоткрит досега вътрешен пръстен от богати на метал звезди точно извън Галактическата лента. Съществуването на този пръстен разкри нови прозрения за образуването на звезди в този регион на галактиката през ранната му история.

Определянето на структурата и размера на галактиката Млечния път винаги е било помрачено от факта, че се намираме в галактическия диск на Млечния път, близо до един от неговите спираловидни ръкави. От тази гледна точка звездите са затъмнени от гъсти облаци от газ и прах, особено към центъра на Млечния път. Това прави особено трудно определянето на структурата на вътрешния Млечен път.

Използвайки информация от второто публикуване на данни на Gaia, екип от учени направи прецизирани оценки за масата на Млечния път. Кредит: ESA/Gaia/DPAC

Една трайна мистерия за нашата галактика е дали тя е имала или не звездообразуващи вътрешни пръстени, които са били наблюдавани в други дискови галактики. За щастие учените от MPE прекараха последното десетилетие, комбинирайки данни от различни кампании за наблюдение – включително проучването APOGEE и Обсерватория Гея – с усъвършенствани компютърни симулации. Резултатът беше най-съвременен модел на вътрешния Млечен път, който разкри бавен бар с издутина във формата на фъстък. Тази издутина е населена от звезди, които са се образували преди четири до девет милиарда години, с пик на възраст между шест и осем милиарда години.

Проучването APOGEE е мащабна звездна спектроскопска кампания, проведена от Sloan Digital Sky Survey (SDSS), разположена в обсерваторията Apache Point в Ню Мексико. Това проучване е проведено при близки до инфрачервени дължини на вълната, което позволява наблюдения, които не биха били възможни в оптична светлина. По-специално, IR наблюденията на APOGEE му позволяват да вижда през прашните области на Млечния път, като диска и издутината.

Това позволи на екипа на MPE да определи изобилието на елементите, позициите, скоростите на зрението и приблизителната възраст на всички звезди в новонаблюдаваната издутина. Междувременно данните, получени от ESA Гея мисията осигури точни измервания на позициите и правилните движения на тези звезди. След това екипът комбинира всички тези наблюдения с модел, който създаде на работата на вътрешния Млечен път. Както Шола М. Уайли, доктор на науките. студент в MPE и водещ автор на изследването, обясни:

„Интегрирахме повече от 30 000 звезди от проучването APOGEE с допълнителни данни от Гея в нашия потенциал за изпъкналост на Млечния път, за да получим пълните орбити на тези звезди. И с тези орбити можем ефективно да видим зад галактическата издутина, както и други пространствени региони, които не са обхванати от проучванията. Около централната лента открихме структура на вътрешен пръстен, която е по-богата на метал от лентата и където звездите имат по-млада възраст, около 7 милиарда години.

Анотирана диаграма на Млечния път. Слънцето е показано близо до дъното в Orion Spur. Кредит: НАСА

За да раздели звездите в пръстена и структурите на пръчката, екипът наблюдава колко много се отклоняват орбитите им от кръг (т.е. ексцентриситета им). От това те открили, че звездите в ринга са по-млади и по-богати на метали от звездите в лентата и са по-концентрирани към галактическата равнина. Това предполага, че звездите в звездния пръстен трябва да са продължили да се образуват от вливащ газ, след като лентата е била на място.

Следователно астрономите могат да използват възрастта на звездите от вътрешния пръстен, за да погледнат назад към историята на формирането на Млечния път. Въз основа на средната възраст на звездите, екипът на MPE изчислява, че галатическата лента се е образувала преди най-малко 7 милиарда години. В момента не е ясно дали има връзка между новооткрития вътрешен пръстен и спиралните рамена на галактиката и дали газът в момента се насочва навътре към образуващ звезда тънък вътрешен пръстен, както се вижда при други спирални галактики.

С влизането в експлоатация на телескопите от следващо поколение ще са възможни по-подробни галактически изследвания. Когато се комбинират с усъвършенствани модели (които ще бъдат възможни с помощта на по-сложен софтуер), тези данни ще позволят на астрономите да научат повече за това как структурата на пръстена преминава към околния диск в Млечния път. Изследването, което описва техните открития, озаглавено „Вътрешният пръстен на Млечния път на средна възраст“, ​​наскоро се появи в списанието Астрономия и астрофизика.

Допълнителна информация: Институт Макс Планк за извънземна физика

Add Comment