Магелланов звездный поток в художественной интерпретации. Ближайшие соседние галактики Млечного Пути — Малое и Большое Магеллановы Облака — показаны в правой части иллюстрации. Когда эти галактики движутся вправо, за ними вздымается газообразный Магелланов поток, переплетаясь и простираясь по южному небу. На иллюстрации также показаны 13 красных гигантов, обнаруженных в Магеллановом звездном потоке. Фото: CfA / Мелисса Вайс
На протяжении почти пятидесяти лет астрономы с пустыми руками искали звезды внутри обширной структуры, известной как Магелланов поток. Колоссальная лента газа, Магелланов поток, охватывает почти 300 диаметров Луны по небу Южного полушария, следуя за галактиками Магелланова Облака, двумя ближайшими космическими соседями нашей галактики Млечный Путь.
Теперь поиск звезды наконец завершен. Исследователи Центра астрофизики | Гарвардский и Смитсоновский институт (CfA) и его коллеги идентифицировали 13 звезд, чьи расстояния, движение и химический состав помещают звезды прямо в загадочный поток.
Обнаружение этих звезд теперь позволило определить истинное расстояние до Магелланова потока, показав, что он простирается от 150 000 световых лет до более чем 400 000 световых лет. Полученные результаты открывают путь к картированию и моделированию Магелланова потока с беспрецедентной детализацией, предлагая новое понимание истории и характеристик нашей галактики и ее соседей.
«Магелланов поток доминирует в небе Южного полушария, и наша работа наконец нашла звездную структуру, которую люди искали десятилетиями», — говорит Ведант Чандра, аспирант кафедры астрономии и астрофизики в CfA и ведущий автор нового опубликованного исследования. в «Астрофизическом журнале», сообщающем о результатах.
«Благодаря этим результатам и многим другим, подобным им, мы надеемся получить гораздо лучшее понимание формирования Магелланова потока и Магеллановых облаков, а также их прошлого и будущего взаимодействия с нашей галактикой», — сказал соавтор Чарли Конрой, исследователь Профессор астрономии CfA и советник Чандры.
Большое и Малое Магеллановы Облака — карликовые галактики-спутники Млечного Пути. Видимые невооруженным глазом как непрозрачные светящиеся облака, Облака известны с древности. С появлением все более мощных телескопов, способных воспринимать явления, слишком слабые для того, чтобы наши глаза могли их увидеть, астрономы обнаружили гигантский шлейф газообразного водорода, очевидно, выброшенный из облаков в начале 1970-х годов.
Исследования газа в этом Магеллановом Потоке также показали, что Поток состоит из двух переплетенных нитей, по одной из каждого Облака. Эти особенности позволяют предположить, что гравитация Млечного Пути могла вытащить Магелланов поток из облаков. Тем не менее, как именно образовался Поток, по-прежнему сложно определить, отчасти потому, что его предполагаемый звездный компонент остается до утомления неразличимым.
Чандра пришел к этой проблеме благодаря амбициозному проекту, начатому в 2021 году для защиты докторской степени в CfA. Чандра посоветовался с Конроем по поводу интересных тем для изучения, и Конрой указал Чандре на неизведанную границу Млечного Пути. Скудные звезды, усеивающие окраины галактики, мало изучены, потому что наша Солнечная система вплотную прилегает к звездному диску самого Млечного Пути — это похоже на посетителя концерта возле сцены, пытающегося увидеть кого-то на периферии толпы.
Карта звезд всего неба, наблюдаемая космической обсерваторией Гайя в «галактических» координатах, обращенная к центру Млечного Пути. Нейтральный водород Магелланова потока отображается синим цветом и охватывает почти все южное небо. Красные звезды обозначают тринадцать красных гигантов Chandra et al. идентифицированы как члены Магелланова звездного потока. Фото: Красные гиганты: CfA/Ведант Чандра/Мелисса Вайс. Обзор всего неба: Консорциум обработки и анализа данных Gaia (DPAC); А. Мойтиньо/А.Ф. Силва/М. Баррос/К. Барата, Лиссабонский университет, Португалия; Х. Савиетто, Fork Research, Португалия. Данные Магелланова потока: Д. Нидевер и др., NRAO/AUI/NSF, Исследование Лейден-Аргентина-Бонн; Обсерватории Паркс, Вестерборк и Аресибо.
Однако за последнее десятилетие каталоги глубоких наблюдений, составленные с помощью новых инструментов, особенно космического корабля Gaia Европейского космического агентства, начали обнаруживать звездные объекты, которые могут быть этими неуловимыми пограничными звездами. Получив доступ к 6,5-метровому телескопу Магеллан Бааде в обсерватории Лас-Кампанас в Чили через CfA и Массачусетский технологический институт, Чандра предприняла проект по спектроскопии 200 далеких звезд Млечного Пути, который, когда он будет завершен, станет крупнейшим подобным набором образцов. на сегодняшний день.
Спектроскопия предполагает сбор достаточного количества света от объекта для обнаружения определенных сигнатур, запечатленных в цветных полосах света, которые, как отпечатки пальцев, однозначно идентифицируют отдельные химические элементы. Таким образом, эти подписи раскрывают химический состав объекта, говоря о его происхождении. Кроме того, сигнатуры меняются в зависимости от расстояния до объекта, что позволяет астрономам определить, куда движется объект, например звезда, и, соответственно, откуда он взялся.
В случае исследования Чандры спектроскопический анализ выявил набор из 13 звезд, расстояния и скорости которых попадают точно в диапазон, ожидаемый для Магелланова потока. Более того, химическое содержание звезд соответствовало, например, химическому составу Магеллановых Облаков, поскольку в них явно не хватало более тяжелых элементов, которые астрономы называют металлами. «Эти 13 звезд просто выпали из нашего набора данных», — говорит Рохан Найду, соавтор исследования и бывший аспирант CfA, в настоящее время научный сотрудник Хаббла в Массачусетском технологическом институте.
Получив точные измерения расстояния и протяженности Магелланова потока через эти звезды, исследователи подтвердили версию его происхождения как гравитационного захвата Млечного Пути. Исследователи также смогли рассчитать общее распределение газа в Потоке с большей достоверностью по сравнению с предыдущими оценками. Распределение показывает, что Поток на самом деле примерно в два раза массивнее, чем принято считать.
Этот результат, в свою очередь, предвещает будущее, полное нового звездообразования в Млечном Пути, поскольку, согласно предыдущим наблюдениям, Поток активно падает в нашу галактику. Таким образом, Поток служит основным поставщиком холодного нейтрального газа, необходимого для образования новых звезд Млечного Пути.
«Магелланов поток является основным источником звездных калорий для Млечного Пути — это наш завтрак, обед и ужин», — говорит Ана Бонака, соавтор исследования и бывший научный сотрудник ITC в CfA, а теперь штатный научный сотрудник. в обсерваториях Карнеги. «Основываясь на новых, более высоких оценках массы Магелланова потока, Млечный Путь может в конечном итоге набрать больше фунтов, чем первоначально предполагалось».
Дальнейшие исследования Магелланова потока также должны помочь астрономам узнать больше о составе нашей галактики. Поскольку считается, что Поток отслеживает прошлые пути Магеллановых Облаков, моделирование эволюции относительно массивного Большого Магелланова Облака через Поток улучшит измерения распределения массы Млечного Пути.
Большая часть этой массы находится в форме темной материи — плохо изученного вещества, оказывающего гравитационное воздействие. Лучшее измерение массы нашей галактики в ее отдаленных внутренних районах поможет объяснить соотношение обычной материи и содержания темной материи, ограничивая возможные свойства последней.
«Прелесть наличия огромного звездного потока, такого как Магелланов поток, заключается в том, что теперь мы можем проводить с его помощью очень много астрофизических исследований», — говорит Чандра. «Поскольку наши спектроскопические исследования продолжаются и мы находим все больше звезд, мы с нетерпением ждем возможности увидеть, какие еще сюрпризы приготовили для нас окраины Галактики».
Информация от: Гарвард-Смитсоновским центром астрофизики.
