Астрономы нашли разрыв в одном из спиральных рукавов Млечного Пути

Ученые обнаружили ранее неизвестную особенность нашей галактики Млечный Путь: группа молодых звезд и звездообразующих газовых облаков торчит из одного из спиральных рукавов Млечного Пути, как щепка из деревянной доски.

Её протяженность около 3000 световых лет - это первая крупная структура, ориентация которой резко отличается от ориентации рукава.

У астрономов есть приблизительное представление о размере и форме рукавов Млечного Пути, но многое остается неизвестным: они не могут увидеть полную структуру нашей галактики, потому что Земля находится внутри нее. Чтобы узнать больше, авторы нового исследования сосредоточились на соседней части одного из рукавов галактики - Рукаве Стрельца. Используя космический телескоп НАСА Spitzer до его вывода на пенсию в январе 2020 года, они искали новорожденные звезды, расположенные в газовых и пылевых облаках (туманностях), где они образуются. Spitzer обнаруживает инфракрасный свет, который может проникать через облака, в то время как видимый свет блокируется.

Считается, что молодые звезды и туманности точно соответствуют форме рукавов, в которых они находятся. Чтобы получить трехмерное изображение сегмента рукава, ученые использовали последний выпуск данных миссии ESA Gaia для точного измерения расстояния до звезд. Объединенные данные показали, что длинная тонкая структура, связанная с Рукавом Стрельца, состоит из молодых звезд, движущихся в космосе с почти одинаковой скоростью и в одном направлении.

«Ключевым свойством спиральных рукавов является то, насколько сильно они обвивают галактику», - сказал Майкл Кун, астрофизик из Калифорнийского технологического института и ведущий автор новой статьи. Эта характеристика измеряется углом наклона. Угол наклона круга равен 0 градусов, и по мере того, как спираль становится более открытой, угол наклона увеличивается. «Большинство моделей Млечного Пути предполагают, что Рукав Стрельца образует спираль с углом наклона около 12 градусов, но структура, которую мы исследовали, выделяется под углом почти 60 градусов».

Подобные структуры (иногда называемые шпорами или перьями) обычно встречаются на рукавах других спиральных галактик. На протяжении десятилетий ученые задавались вопросом, есть ли у спиральных рукавов Млечного Пути подобные структуры или они относительно гладкие.

Недавно обнаруженная особенность состоит из четырех туманностей, известных своей захватывающей дух красотой: туманность Орла (в которой находятся Столпы Творения), туманность Омега, Тройная туманность и туманность Лагуна. В 1950-х годах группа астрономов произвела приблизительные измерения расстояний до некоторых звезд в этих туманностях и смогла сделать вывод о существовании Рукава Стрельца. Их работа предоставила одни из первых свидетельств спиральной структуры нашей галактики.

«Расстояние - одна из самых сложных вещей для измерения в астрономии», - сказал соавтор Альберто Кроне-Мартинс, астрофизик в Калифорнийском университете в Ирвине и член Консорциума обработки и анализа данных Gaia (DPAC). «Только недавние прямые измерения расстояний от Gaia делают геометрию этой новой структуры настолько очевидной».

В новом исследовании ученые также опирались на каталог из более чем ста тысяч новорожденных звезд, обнаруженных Спитцером в ходе исследования галактики под названием Galactic Legacy Infrared Mid-Plane Survey Extraordinaire (GLIMPSE).

Астрономы еще не до конца понимают, что вызывает образование спиральных рукавов в галактиках. Несмотря на то, что мы не можем увидеть полную структуру Млечного Пути, возможность измерения движения отдельных звезд полезна для понимания этого явления: звезды в недавно обнаруженной структуре образовались примерно в одно время, в одной и той же общей области и находились под уникальным влиянием сил, действующих внутри галактики, включая гравитацию и сдвиг из-за вращения галактики.

«В конечном счете, это напоминание о том, что существует много неопределенностей относительно крупномасштабной структуры Млечного Пути, и нам нужно рассмотреть детали, если мы хотим понять эту более широкую картину», - сказал один из соавторов статьи Роберт. Бенджамин, астрофизик из Университета Висконсин-Уайтуотер и главный исследователь обзора GLIMPSE. «Эта структура - небольшой кусочек Млечного Пути, но она может рассказать нам кое-что важное о Галактике в целом».