Наша галактика Млечный Путь никогда не стоит на месте: она вращается и колеблется. А теперь данные космического телескопа Gaia Европейского космического агентства показывают, что в нашей галактике также есть гигантская волна, расходящаяся от центра.

Уже около ста лет мы знаем, что звёзды галактики вращаются вокруг её центра и телескоп Gaia измерил их скорость и движение. С 1950-х годов мы знаем, что диск Млечного Пути искривлён. Затем, в 2020 году, Gaia обнаружила, что этот диск со временем колеблется, подобно движению вращающегося волчка.

А теперь стало ясно, что огромная волна приводит в движение звезды в нашей галактике на расстояниях в десятки тысяч световых лет от Солнца. Подобно камню, брошенному в пруд, от которого расходятся волны, эта галактическая волна звезд охватывает большую часть внешнего диска Млечного Пути.

Неожиданная галактическая рябь показана на рисунке выше. Здесь красным и синим цветом обозначено положение тысяч ярких звёзд, наложенное на карты Млечного Пути, составленные Gaia.

На левом изображении мы видим нашу галактику «сверху». На правом изображении мы видим вертикальный срез галактики и смотрим на волну сбоку. С этой точки зрения видно, что «левая» сторона галактики изгибается вверх, а «правая» — вниз (это искривление диска).

Недавно обнаруженная волна обозначена красным и синим цветами: в красных областях звёзды находятся над искривлённым диском галактики, а в синих — под ним.

Даже если ни один космический аппарат не сможет покинуть пределы нашей галактики, уникальная точность Gaia — во всех трёх пространственных направлениях (3D) плюс три скорости (движение к нам и от нас, а также по небу) — позволяет учёным составлять карты, как если смотреть [на галактику] сверху и сбоку.

Из этого следует, что волна распространяется на огромную часть галактического диска, затрагивая звёзды, находящиеся на расстоянии не менее 30–65 тысяч световых лет от центра галактики (для сравнения: диаметр Млечного Пути составляет около 100 тысяч световых лет).

«Что делает это открытие ещё более убедительным, так это наша способность, благодаря Gaia, измерять движение звёзд в пределах галактического диска», — говорит Элоиза Поджо, астроном из Национального института астрофизики (INAF) в Италии, возглавлявшая группу учёных, открывших волну.

«Интригует не только внешний вид волновой структуры в трёхмерном пространстве, но и её волнообразное поведение, если проанализировать движение звёзд внутри неё».

Движения звёзд видны благодаря белым стрелкам на изображении Млечного Пути, снятом с ребра. Можно заметить, что волновой узор вертикальных движений (обозначенных стрелками) слегка смещён по горизонтали относительно волнового узора, образованного вертикальным положением звёзд (обозначенным красным/синим цветом).

«Такое поведение соответствует тому, что мы ожидаем от волны», — объясняет Элоиза.

Представьте себе «волну», которую создаёт толпа на стадионе. Учитывая, что галактические масштабы времени намного больше наших, представьте, что эта волна на стадионе застыла во времени, как Млечный Путь. Некоторые люди стоят прямо, некоторые только что сели (когда волна прошла), а другие готовятся встать (когда волна приближается к ним).

В этой аналогии люди, стоящие прямо, соответствуют областям, окрашенным в красный цвет на наших картах «вид спереди» и «вид сбоку». А если рассматривать движения, то люди с наибольшими положительными вертикальными движениями (обозначенными самыми большими белыми стрелками, направленными вверх) — это те, кто только начинает вставать, опережая наступающую волну.

Элоиза и её коллеги смогли отследить это удивительное движение, изучив положение и движение молодых звёзд-гигантов и цефеид. Это типы звёзд, яркость которых меняется предсказуемым образом и которые можно наблюдать в телескопы, такие как Gaia, на больших расстояниях.

Поскольку молодые звёзды-гиганты и цефеиды движутся вместе с волной, учёные предполагают, что газ в диске также может участвовать в этой крупномасштабной ряби. Возможно, молодые звёзды сохраняют память о волновой информации, полученной от самого газа, из которого они родились.

Ученые не знают, откуда берутся эти галактические толчки. Возможным объяснением может быть столкновение с карликовой галактикой в прошлом, но им нужно провести дополнительные исследования.

Большая волна также может быть связана с рябью меньшего масштаба, наблюдаемой в 500 световых годах от Солнца и простирающейся на 9000 световых лет, так называемой волной Рэдклиффа.

«Однако волна Рэдклиффа представляет собой нить гораздо меньшего размера и расположена в другой части диска галактики по сравнению с волной, которую мы изучали в нашей работе (она находится гораздо ближе к Солнцу, чем большая волна). Эти две волны могут быть связаны, а могут и не быть. Поэтому мы хотели бы провести дополнительные исследования», — добавляет Элоиза.

«Предстоящий четвёртый выпуск данных Gaia будет содержать ещё более точные данные о положении и движении звёзд Млечного Пути, в том числе переменных звёзд, таких как цефеиды. Это поможет учёным составить ещё более точные карты и тем самым углубить наше понимание этих характерных особенностей нашей родной галактики», — говорит Йоханнес Зальманн, научный сотрудник проекта Gaia в ЕКА.

Примечание

Статья «Великая волна: свидетельства крупномасштабной вертикальной гофрированности, распространяющейся наружу в диске Галактики» Э. Поджио и др. опубликована в научном журнале «Астрономия и астрофизика». https://doi.org/10.1051/0004-6361/202451668

Больше интересных статей, которые я не успеваю переводить, но которые можно почитать через онлайн-переводчики, можно найти по ссылке: t.me/murrrzio

murrrzio

You can view and join @murrrzio right away.