Млечный Путь изрядно «поправился»

Про­ве­дя новые высо­ко­точ­ные изме­ре­ния ско­ро­сти вра­ще­ния рука­вов Млеч­но­го Пути, меж­ду­на­род­ная груп­па аст­ро­но­мов сде­ла­ла заклю­че­ние, соглас­но кото­ро­му наша Галак­ти­ка не толь­ко вра­ща­ет­ся зна­чи­тель­но быст­рее, чем счи­та­лось ранее, но и весит в пол­то­ра раза боль­ше. Марк Рейд (Mark Reid, www. cfa.harvard.edu/~reid/) из Гар­вард-Смит­со­ни­ан­ско­го аст­ро­фи­зи­че­ско­го цен­тра (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics) и его кол­ле­ги счи­та­ют, что «уве­ли­че­ние» мас­сы Млеч­но­го Пути поз­во­ля­ет гово­рить о нем как об объ­ек­те, прак­ти­че­ски ни в чем не усту­па­ю­щем Туман­но­сти Андро­ме­ды – основ­ной «сопер­ни­це» в Мест­ной груп­пе галак­тик. «Боль­ше нет ника­ких осно­ва­ний вос­при­ни­мать нашу Галак­ти­ку как млад­шую сест­ру Туман­но­сти Андро­ме­ды», – гово­рит Рейд. Напом­ним, что боль­шая часть мас­сы Галак­ти­ки содер­жит­ся не в звез­дах и меж­звезд­ном газе, а в несве­тя­щем­ся гало из тем­но­го веще­ства. И чем выше общая мас­са все­го это­го обра­зо­ва­ния, тем быст­рее звез­ды дви­жут­ся по сво­им орби­там вокруг галак­ти­че­ско­го цен­тра.

Изучение рукавов Млечного Пути. Изображение NASA/JPL-Caltech
Изу­че­ние рука­вов Млеч­но­го Пути. Изоб­ра­же­ние NASA/JPL-Caltech

Воз­мож­но, кому-то эти новые дан­ные пока­жут­ся хоро­шей ново­стью и пово­дом для закон­ной гор­до­сти, одна­ко боль­шая мас­са в свою оче­редь озна­ча­ет и боль­шую гра­ви­та­цию, что замет­но уве­ли­чи­ва­ет веро­ят­ность столк­но­ве­ния с Туман­но­стью Андро­ме­ды в буду­щем и уско­ря­ет при­ход это­го собы­тия (а так­же про­во­ци­ру­ет не столь ката­стро­фич­ные по сво­им послед­стви­ям столк­но­ве­ния с неболь­ши­ми близ­ле­жа­щи­ми галак­ти­ка­ми). Впро­чем, как бы то ни было, а пара мил­ли­ар­дов лет у нас в запа­се име­ет­ся…

Наша соб­ствен­ная Сол­неч­ная систе­ма нахо­дит­ся при­мер­но в 28 тыс. све­то­вых лет от цен­тра Млеч­но­го Пути. Как пока­зы­ва­ют новые наблю­де­ния, мы дви­жем­ся по орби­те вокруг это­го цен­тра со ско­ро­стью свы­ше 960 тыс. км в час, тогда как по преды­ду­щим оцен­кам это зна­че­ние состав­ля­ло до 800 тыс. км в час. Изме­ре­ния про­из­во­ди­лись с помо­щью сети радио­те­ле­ско­пов (осно­ву кото­рой состав­ля­ет аме­ри­кан­ская систе­ма VLBA – www.vlba.nrao.edu), дей­ству­ю­щих в режи­ме радио­ин­тер­фе­ро­мет­ра со сверх­длин­ной базой. Эта сеть, нахо­дя­ща­я­ся в веде­нии Наци­о­наль­но­го науч­но­го фон­да (National Science Foundation, www.nsf.gov), про­сти­ра­ет­ся от Гавай­ских ост­ро­вов до Новой Англии и Кариб­ско­го бас­сей­на и обла­да­ет рекорд­ной раз­ре­ша­ю­щей спо­соб­но­стью, пре­вос­хо­дя­щей любой иной аст­ро­но­ми­че­ский инстру­мент. VLBA может полу­чать сним­ки, на два поряд­ка более деталь­ные, чем те, что доступ­ны кос­ми­че­ско­му теле­ско­пу «Хаб­бл» (рабо­та­ю­ще­му, впро­чем, в ином – опти­че­ском – диа­па­зоне). С помо­щью VLBA меж­ду­на­род­ная науч­ная груп­па зани­ма­ет­ся реа­ли­за­ци­ей дол­го­сроч­ной про­грам­мы по изме­ре­нию рас­сто­я­ний и оцен­ке ско­ро­стей дви­же­ния объ­ек­тов в Галак­ти­ке. О полу­чен­ных резуль­та­тах уче­ные доло­жи­ли на кон­фе­рен­ции Аме­ри­кан­ско­го аст­ро­но­ми­че­ско­го обще­ства (American Astronomical Society, http://aas.org/meetings/aas213) в г. Лонг-Бич (штат Кали­фор­ния).

Преж­де все­го уче­ных инте­ре­со­ва­ли обла­сти актив­но­го звез­до­об­ра­зо­ва­ния в галак­ти­че­ских спи­раль­ных рука­вах. В этих реги­о­нах про­цес­сы, порож­да­е­мые вза­и­мо­дей­стви­ем кос­ми­че­ских лучей и газо­вых моле­кул (напри­мер, разо­гре­тых паров мета­но­ла), при­во­дят к воз­ник­но­ве­нию есте­ствен­но­го ма-зер­но­го радио­из­лу­че­ния. Такое излу­че­ние реги­стри­ру­ет­ся на опре­де­лен­ных часто­тах, соот­вет­ству­ю­щих энер­ге­ти­че­ским пере­хо­дам внут­ри моле­ку­лы. Отча­сти это напо­ми­на­ет меха­низм накач­ки в лазе­рах, где в подоб­ных про­цес­сах участ­ву­ют уже све­то­вые пуч­ки. Дан­ные источ­ни­ки, име­ну­е­мые аст­ро­фи­зи­че­ски­ми мазе­ра­ми, слу­жат ярки­ми «веш­ка­ми» для наблю­де­ний на VLBA. Наблю­дая эти реги­о­ны в раз­ные пери­о­ды – тогда, когда Зем­ля нахо­дит­ся на про­ти­во­по­лож­ных сто­ро­нах сво­ей око­ло­сол­неч­ной орби­ты, – аст­ро­но­мы могут изме­рять неболь­шие, но вполне раз­ли­чи­мые сме­ще­ния пози­ций объ­ек­тов на фоне еще более отда­лен­ных источ­ни­ков.

«Новые наблю­де­ния Млеч­но­го Пути с помо­щью VLBA поз­во­ля­ют про­из­во­дить высо­ко­точ­ные пря­мые изме­ре­ния рас­сто­я­ний и дви­же­ний, – пояс­ня­ет член груп­пы Карл Мен-тен (Karl Menten, www.mpifr-bonn. mpg.de/staff/kmenten/) из гер­ман­ско­го Радио­астро­но­ми­че­ско­го инсти­ту­та Обще­ства име­ни Мак­са План­ка (Max-Planck-Institut fur Radioastronomie). – Эти изме­ре­ния задей­ству­ют вполне тра­ди­ци­он­ный и про­стой три­ан­гу­ля­ци­он­ный метод и не зави­сят от каких-либо пред­по­ло­же­ний, осно­ван­ных на свой­ствах самих источ­ни­ков (напри­мер, не зави­сят от их ярко­сти), в отли­чие от преды­ду­щих иссле­до­ва­ний». Аст­ро­но­мы обна­ру­жи­ли, что метод непо­сред­ствен­ных изме­ре­ний рас­сто­я­ний дает отли­чия в зна­че­ни­ях от преды­ду­щих изме­ре­ний, выпол­нен­ных кос­вен­ны­ми мето­да­ми. Порой эти зна­че­ния раз­ли­ча­ют­ся в два раза. В реги­о­нах, где фор­ми­ру­ют­ся звез­ды, скры­ва­ют­ся кос­ми­че­ские мазе­ры, отме­ча­ю­щие рас­по­ло­же­ние отно­си­тель­но плот­ных спи­раль­ных рука­вов Галак­ти­ки. Изме­ре­ние рас­сто­я­ний до этих реги­о­нов, сле­до­ва­тель­но, поз­во­ля­ет соста­вить кар­ты галак­ти­че­ских спи­раль­ных струк­тур. «Эти пря­мые изме­ре­ния поз­во­ля­ют пере­смот­реть наше пони­ма­ние струк­тур и их дви­же­ний в Галак­ти­ке», – счи­та­ет Мен­тен. И пояс­ня­ет: «Посколь­ку мы нахо­дим­ся внут­ри этой струк­ту­ры, то нам очень труд­но изу­чать вза­им­ное рас­по­ло­же­ние ее эле­мен­тов. Ведь на дру­гие галак­ти­ки мы про­сто можем посмот­реть со сто­ро­ны, наблю­дая их струк­ту­ру, а вот полу­че­ние общей фото­гра­фии все­го Млеч­но­го Пути на нынеш­нем эта­пе совер­шен­но исклю­че­но. Мы долж­ны рекон­стру­и­ро­вать его облик путем отдель­ных изме­ре­ний и сопо­став­ле­ний».

Добав­ляя к изме­ре­ни­ям сме­ще­ний объ­ек­тов на фоне дале­ких галак­тик инфор­ма­цию о ради­аль­ных ско­ро­стях изу­ча­е­мых источ­ни­ков,
опре­де­ля­е­мых путем изме­ре­ния допле­ров­ско­го сдви­га в часто­те ма-зер­но­го радио­из­лу­че­ния, аст­ро­но­мы могут пол­но­стью вос­ста­но­вить харак­тер дви­же­ния рука­вов во всех трех изме­ре­ни­ях. Исполь­зуя эту инфор­ма­цию, Рейд и его кол­ле­ги выяс­ни­ли, что боль­шин­ство реги­о­нов звез­до­об­ра­зо­ва­ния, ока­зы­ва­ет­ся, не сле­ду­ет по кру­го­вым орби­там вслед за дру­ги­ми галак­ти­че­ски­ми объ­ек­та­ми; вме­сто это­го мы наблю­да­ем их замед­лен­ное дви­же­ние, гово­ря­щее о том, что они дви­жут­ся по орби­там эллип­ти­че­ским, а не кру­го­вым. Иссле­до­ва­те­ли свя­зы­ва­ют всё это с тем, что в тео­рии име­ну­ет­ся вол­на­ми плот­но­сти (spiral density wave shocks). Эти вол­ны спо­соб­ны, в част­но­сти, «сгре­бать» газ на кру­го­вых орби­тах, сжи­мать его в фор­ме звез­ды и вызвать пере­ход полу­чив­ше­го­ся объ­ек­та на новую эллип­ти­че­скую орби­ту. Все это, по мне­нию иссле­до­ва­те­лей, спо­соб­ству­ет даль­ней­ше­му про­яв­ле­нию и укреп­ле­нию спи­раль­ных струк­тур.

Груп­па Рей­да столк­ну­лась так­же и с дру­ги­ми сюр­при­за­ми. Так, изме­ре­ние рас­сто­я­ний до несколь­ких реги­о­нов в одном из спи­раль­ных рука­вов поз­во­ли­ло им вычис­лить угол, под кото­рым рас­по­ла­га­ет­ся к нам дан­ный рукав. Эти изме­ре­ния, по сло­вам Рей­да, могут сви­де­тель­ство­вать о том, что наша Галак­ти­ка, воз­мож­но, обла­да­ет четырь­мя, а не дву­мя спи­раль­ны­ми вет­вя­ми из газа и пыли, в кото­рых обра­зу­ют­ся новые звез­ды. При этом послед­ние иссле­до­ва­ния, про­ве­ден­ные с помо­щью кос­ми­че­ско­го теле­ско­па NASA «Спит­цер» (Spitzer Space Telescope), сви­де­тель­ству­ют о том, что ста­рые звез­ды оби­та­ют в основ­ном в двух ста­рых спи­раль­ных рука­вах. В резуль­та­те чего воз­ни­ка­ет вопрос: поче­му же ста­рые звез­ды не запол­ня­ют все доступ­ные рука­ва? Что­бы пра­виль­но отве­тить на него, потре­бу­ют­ся даль­ней­шие изме­ре­ния и более глу­бо­кий ана­лиз меха­низ­мов рабо­ты галак­ти­че­ских рука­вов.

Мак­сим Бори­сов

  1. Milky Way a Swifter Spinner, More Massive, New Measurements Show
    www.nrao.edu/pr/2009/mwrotate
  2. Milky Way bigger, faster than previously thought
    http://harvardscience.harvard.edu/foundations/articles/milky-way-bigger-faster-previously-thought

Если вы нашли ошиб­ку, пожа­луй­ста, выде­ли­те фраг­мент тек­ста и нажми­те Ctrl+Enter.

Связанные статьи

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Оценить: 
Звёзд: 1Звёзд: 2Звёзд: 3Звёзд: 4Звёзд: 5 (Пока оценок нет)
Загрузка...
 
 
 

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: