"Арахіс" у центрі нашої галактики

Телескопи ESO створили наразі найкращу 3D мапу центральної опуклості Чумацького Шляху

Дві групи астрономів використали дані від телескопів ESO, щоб зробити найкращу тривимірну мапу центральної частини Чумацького Шляху. Вони виявили, що внутрішні області схожі на арахіс, або на Х-подібну форму, яку видно з деяких кутів зору. Цю дивну структуру було помічено на загальнодоступних даних від дослідницького телескопа VISTA ESO поряд з вимірами рухів сотень дуже слабких зірок в центральній опуклості (балдж).

Однією з найбільш важливих та масивних частин галактики є її центральна опуклість, або балдж. Це величезна центральна зоряна хмара із приблизно 10 мільярдів зірок, що простирається на тисячі світлових років, проте її структура та виникнення не дуже зрозумілі.
На жаль, з місця розташуваня нашої планети всередині галактичного диску, вид на цю центральну область, що від нас на відстані близько 27 000 світлових років, значною мірою прихований щільними хмарами газу та пилу. Астрономи можуть добре роздивитись опуклість тільки спостерігаючи її на довших довжинах світлових хвиль: наприклад, ними є інфрачервоне випромінювання, котре може проникати через пилові хмари.
Раніші спостереження від інфрачервоного огляду неба 2MASS вже натякнули, що опуклість має таємничу Х-подібну структуру. Наразі дві групи вчених використали нові спостереження від декількох телескопів ESO, щоб отримати більш чітке зображення структури опуклісті.
Перша група з Інституту Позаземної Фізики ім. Макса Планка (MPE) із Гархінгу (Німеччина), використала дані від VVV - огляду у ближньому інфрачервоному світлі [1] від телескопа VISTA в обсерваторії ESO Паранал в Чилі (eso1101, eso1128, eso1141, eso1242, eso1309 ). Це нове відкрите для широкої громадськості дослідження вміщує дані про зорі, котрі у тридцять разів слабкіші, ніж у попередніх ооглядах опуклості. Група виявила в цілому 22 мільйонів зірок, що належить до класу червоних гігантів, відомі властивості котрих дозволяють обчислити відстані до них [2].
"Глибина охоплення зоряного каталогу VISTA набагато перевищує схожі попередні роботи, і ми можемо виявити все зоряне населення у всіх, крім найбільш прихованих, регіонах",- пояснює Крістофер Вегг (MPE), котрий є провідним автором першого дослідження. "Із цим зоряним розподілом ми можемо зробити тривимірну мапу галактичної опуклості. Така мапа вперше зроблена, не пов’язуючи її із моделлю форми опуклості".
"Ми вважаємо, що внутрішні області нашої Галактики мають форму арахісу у його стручку із одного боку, а зверху схожі на дуже видовжену перетинку",- додає Ортвін Герхард, співавтор першої статті та очільник групи динаміки в MPE [3]. "Це вперше, коли ми можемо все це чітко побачити у нашому власному Чумацькому Шляху, а моделювання в нашій групі та в інших, показали, що ця форма характерна для галактик із перетинкою, котрі починалася як чисто зоряні диски".
Друга міжнародна команда на чолі з чилійським аспірантом Серхіо Васкесом (Папський Католицький університет Чилі, Сантьяго, Чилі) та ESO, обрали інший підхід для дослідження структури опуклості. Порівнюючи знімки, зроблені через одинадцять років один від одного за допомогою 2.2 м телескопа MPG/ESO, астрономи могли виміряти крихітні зміни у зв'язку з власним рухом зірок опуклості. Поєднавши ці виміри із вимірами рухів тих самих зірок вздовж променя зору від Землі, вчені картографували просторовий рух понад 400 зірок [4].
"Це вперше було проведено таку велику кількість визначення швидкостей у трьох вимірах для окремих зірок з обох сторін центральної опуклості",- укладає Васкес. "Схоже на те, що зорі, котрі ми спостерігали, утворюють потоки вздовж рукавів Х-подібної опуклості, рухаючись вгору та вниз відносно площини Чумацького Шляху. Все це дуже добре вписується у передбачення від сучасних моделей!".
Астрономи вважають, що Чумацький Шлях спочатку був звичайним зоряним диском, а пласка перетинка утворилась кілька мільярдів років тому [5]. Внутрішня частина тої перетинки потім вигнулась та утворила тривимірну форму арахісу, котру й видно на нових спостереженнях.

Примітки

[1] VVV означає "Змінні VISTA в Огляді Via Lactea". Це один із шести великих оглядів, проведених за допомогою телескопа VISTA. Дані від нього публічно доступні для міжнародної наукової спільноти через Науковий Архів ESO, що й уможливило його вивчення в MPE.
[2] Для цього дослідження були обрані скупчення червоних гігантів, оскільки вони можуть бути використані в якості еталонів відстаней: на даному етапі буття, як гігантських зірок, їх світності майже не залежить від віку або хімічного складу таких зірок. Кількості газу та пилу, котрі затемнюють зорі, розраховують безпосередньо зі спостережуваних кольорів червоних зірок скупчення, тому розподіл їх правдивих яскравостей без затемнення може бути визначений. Тоді, оскільки червоні зорі скупчення мають майже одинакові істинні яскравості, це й дає нам приблизну відстань до кожної із них. Хороше просторове охоплення огляду VVV дозволило провести вимірювання по всій внутрішній області нашої Галактики, що й дало дані, необхідні для побудови тривимірної структури центральної опуклості.
[3] Подібні "арахіси" виявлені в опуклостях інших галактик, а їх формування було передбачене комп'ютерними моделями, які показують, що така форма утворена зорями на орбітах, які утворюють Х-подібну структуру.
[4] Спостереження цих променевих швидкостей були проведені, використовуючи спектрограф FLAMES-GIRAFFE на телескопі ESO та спектрограф IMACS в обсерваторії Las Campanas.
[5] Багато галактик, включно і Чумацький Шлях, мають довгі вузькі формації, або перетинки, котрі проходять через їх центральні частини.

Детальніше

Дане дослідження представлене у статті “Mapping the three-dimensional density of the Galactic bulge with VVV red clump stars” by C. Wegg et al., що вийшла у Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, та у “3D kinematics through the X-shaped Milky Way bulge”, by S. Vásquez et al., котра щойно опублікована у Astronomy & Astrophysics.
Перша дослідна група у складі C. Wegg та O. Gerhard (обидва з Інституту Позаземної Фізики ім. Макса Планка (MPE) із Гархінгу (Німеччина).
Друга дослідна група у складі S. Vásquez (Pontificia Universidad Católica de Chile, Santiago, Chile; ESO, Santiago, Chile), M. Zoccali (Pontificia Universidad Católica de Chile), V. Hill (Université de Nice Sophia-Antipolis, CNRS, Observatoire de la Côte d’Azur, Nice, France), A. Renzini (INAF − Osservatorio Astronomico di Padova, Italy; Observatoire de Paris, France), O. A. González (ESO, Santiago, Chile), E. Gardner (Université de Franche-Comté, Besançon, France), V. P. Debattista (University of Central Lancashire, Preston, UK), A. C. Robin (Université de Franche-Comté), M. Rejkuba (ESO, Garching, Germany), M. Baffico (Pontificia Universidad Católica de Chile), M. Monelli (Instituto de Astrofísica de Canarias & Universidad de La Laguna, La Laguna, Tenerife, Spain), V. Motta (Universidad de Valparaiso, Chile) та D. Minniti (Pontificia Universidad Católica de Chile; Vatican Observatory, Italy).
Європейська Південна Обсерваторія - це передова міжурядова астрономічна організація в Європі та найбільш продуктивна астрономічна обсерваторія світу. Її підтримує 15 країн: Австрія, Бельгія, Бразилія, Чеська Республіка, Данія, Франція, Фінляндія, Німеччина, Італія, Нідерланди, Португалія, Іспанія, Швеція, Швейцарія та Сполучене Королівство. ESO здійснює ініціативну програму, зосереджену на проектуванні, будівництві та експлуатації потужних наземних спостережних об'єктів, що дозволяє астрономам робити важливі наукові відкриття. ESO також відіграє провідну роль у сприянні та організації співробітництва в астрономічних дослідженнях. ESO працює на трьох унікальних, світового класу обсерваторіях в Чилі: Ла Сілла, Паранал і Чахнантор. На горі Паранал, в ESO працює Дуже Великий Телескоп - найбільш передова в світі астрономічна обсерваторія видимого діапазону та VISTA - найбільший оглядовий телескоп в світі. ESO є європейським партнером просунутого астрономічного радіотелескопу ALMA, найбільшого існуючого астрономічного проекту. В даний час, ESO планує 39 метровий Європейський Надзвичайно Великий Телескоп E-ELT (оптичний та ближній ІЧ діапазони), який стане "найбільшим у світі оком у небо".

Посилання

• Research papers: Wegg et al and Vasquez et al.
• Photos of VISTA
• Photos of the VLT

Контакти

Oleg Maliy
NGO Zaporozhye Astronomical Club Altair
Zaporozhye, Ukraine
Телефон: +380 67 1371070
Email: eson-ukraine@eso.org

Christopher Wegg
Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik
Garching bei München, Germany
Телефон: +49 89 30000 3715
Email: wegg@mpe.mpg.de

Ortwin Gerhard
Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik
Garching bei München, Germany
Телефон: +49 89 30000 3539
Email: gerhard@mpe.mpg.de

Sergio Vásquez
Instituto de Astrofísica — P. Universidad Católica
Santiago, Chile
Телефон: +56 2 2354 4940
Email: svasquez@astro.puc.cl

Manuela Zoccali
Instituto de Astrofísica — P. Universidad Católica
Santiago, Chile
Телефон: +56 2 2354 4940
Email: mzoccali@astro.puc.cl

Richard Hook
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Телефон: +49 89 3200 6655
Стільниковий: +49 151 1537 3591
Email: rhook@eso.org

Переклад прес-релізу ESO eso1339.

Джерело: ESO Ukraine