Млечный Путь оказался больше: его спиральные рукава растянулись еще на 10% дальше, чем считалось

Космические «эхо» от мощнейших взрывов звёзд позволили напрямую измерить расстояния до спиральных рукавов Млечного Пути и показали

Астрономы получили новые измерения структуры Млечного Пути, используя световые «эхо» от мощных космических вспышек. Данные рентгеновских наблюдений показали, что два внешних спиральных рукава нашей галактики находятся примерно на 10% дальше от Земли, чем предполагалось ранее. Это означает, что существующие модели строения Млечного Пути могут потребовать корректировки.

Команда учёных использовала данные рентгеновской космической обсерватории NASA Chandra и европейского спутника XMM-Newton, чтобы измерить расстояния до облаков межзвёздной пыли внутри спиральных рукавов галактики. Такой подход позволил отказаться от части допущений, которые обычно применяются при изучении отдалённых областей Млечного Пути.

Главная сложность изучения нашей галактики заключается в том, что Солнечная система находится внутри её диска. Астрономы видят Млечный Путь «изнутри», поэтому определить его точные размеры и форму сложнее, чем изучать далёкие галактики за миллионы или даже миллиарды световых лет. Для этого приходится собирать данные не только в оптическом диапазоне, но и радиоволны, инфракрасное, ультрафиолетовое и рентгеновское излучение.

Источник: NASA / CXC / SAO / M.WeissВ новой работе учёные применили необычный метод измерения расстояний, основанный на световых эхо. Они изучали кольца рентгеновского излучения, которые возникают, когда вспышка гамма-излучения отражается от облаков космической пыли. Такие гамма-всплески появляются при взрывах массивных звёзд в виде сверхновых или слияниях нейтронных звёзд с образованием килоновых.

Размер этих рентгеновских колец зависит от расстояния до отражающего облака: более крупные кольца формируются у пылевых структур, расположенных ближе к наблюдателю. «Это очень прямой способ — основанный только на геометрии — точно измерить расстояния до спиральных рукавов Млечного Пути», — объяснила ведущий автор работы Беатриче Вайаи (Beatrice Vaiai) из Национального института астрофизики Италии (INAF-IASF Milano).

Учёные проанализировали три гамма-всплеска и созданные ими световые кольца в спиральных рукавах галактики Персея и внешнем рукаве Щита — Центавра. Наблюдения показали, что в двух из них расстояния оказались примерно на 10% больше прежних оценок. Кроме того, команда рассчитала размер самого отдалённого пылевого облака: его диаметр составляет около 3500 световых лет.

Полученные данные важны не только для уточнения расположения отдельных облаков. По словам соавтора исследования Иларии Форнасьеро (Ilaria Fornasiero) из INAF-IASF Milano и IUSS Pavia, измерения относятся к полной толщине спирального рукава, а не только к отдельным участкам скопления пыли. Это может привести к пересмотру оценок массы Млечного Пути, поскольку масса галактики влияет на расчёты формы и протяжённости её спиральных структур.

Метод открывает новый способ изучения галактик «изнутри». Однако его применение ограничено: яркие гамма-всплески, которые можно наблюдать через плоскость Млечного Пути, происходят нечасто. «Мы зависим от того, чтобы Вселенная предоставила нам такие события, и за более чем 25 лет зарегистрировали лишь несколько подходящих случаев», — отметил соавтор работы Андреа Тьенго (Andrea Tiengo) из IUSS Pavia. В дальнейшем астрономы рассчитывают расширить выборку таких вспышек и получить ещё более точную карту структуры нашей галактики.