Астрономы обнаружили что внешние спиральные рукава Млечного Пути находятся дальше чем считалось
Международная группа астрономов под руководством специалистов из Национального института астрофизики Италии (INAF) выполнила самые точные на сегодняшний день измерения расстояний до самых удалённых спиральных рукавов Млечного Пути. Исследование показало, что некоторые из этих структур расположены примерно на 10% дальше, чем предполагали существовавшие до сих пор модели строения нашей Галактики.
Работа основана на данных космических рентгеновских телескопов XMM-Newton Европейское космическое агентство и Chandra X-ray Observatory NASA. Вместо традиционных методов определения расстояний учёные использовали так называемые рентгеновские эхо-сигналы, возникающие после одних из самых мощных гамма-всплесков, когда-либо зарегистрированных. Благодаря этому удалось напрямую определить положение облаков космической пыли, формирующих спиральные рукава нашей Галактики.
Изучение структуры Млечного Пути представляет серьёзную проблему для астрономов, поскольку Солнечная система находится внутри галактического диска. Большое количество звёзд, газа и межзвёздной пыли мешает увидеть Галактику целиком. Хотя космическая миссия Gaia значительно улучшила картографирование звёзд, точное определение положения наиболее удалённых спиральных рукавов по-прежнему оставалось сложной задачей.
Чтобы преодолеть это ограничение, команда под руководством Беатриче Вайя использовала редкое природное явление. Когда гамма-всплеск, произошедший в очень далёкой галактике, проходит через Млечный Путь, часть сопровождающего его рентгеновского излучения рассеивается на пылинках, находящихся в спиральных рукавах. Для космических телескопов это выглядит как расширяющиеся световые кольца — своеобразное эхо космического взрыва.
Поскольку скорость расширения этих колец определяется исключительно геометрией системы, исследователи могут с высокой точностью вычислить расстояние до облака пыли, вызвавшего появление эха. Такой метод не требует использования моделей вращения Млечного Пути, точность которых существенно снижается на окраинах Галактики.
Проанализировав три известных гамма-всплеска, наблюдавшихся в период с 2003 по 2022 год, астрономы измерили расстояния до рукава Персея, Внешнего рукава и внешнего рукава Щит — Центавр. Оказалось, что два последних расположены примерно на 10% дальше, чем считалось ранее. Для рукава Щит — Центавр, находящегося более чем в 60 тысячах световых лет от Земли, удалось достичь точности измерений около 1% — это лучший результат, полученный для столь удалённой области Млечного Пути.
Кроме того, исследователи впервые смогли определить толщину слоя космической пыли во внешнем рукаве, которая составила около 3500 световых лет. Этот результат подтверждает, что наблюдения охватывали не отдельное пылевое облако, а всю структуру спирального рукава.
Объединение данных миссии Gaia с новыми рентгеновскими измерениями позволяет существенно уточнить трёхмерную карту Млечного Пути, особенно его наиболее удалённых областей, где прямые наблюдения затруднены.
Авторы исследования отмечают, что столь яркие гамма-всплески, проходящие через плоскость нашей Галактики, происходят крайне редко. Поэтому уже собранные наблюдения представляют собой особенно ценный научный материал. В будущем рентгеновские обсерватории нового поколения, такие как NewAthena, смогут применять этот метод для большего числа источников, что позволит ещё точнее восстановить структуру Млечного Пути.
Исследование в журнале Astronomy & Astrophysics.