Северное полушарие неба, наблюдаемое Sloan Digital Sky Survey. Большинство звёздных потоков находятся в пределах Млечного Пути
(иллюстрация Ana Bonaca).
Шаровые скопления, содержащие тысячи звёзд, хороши не только для оценки расстояний, но и массы. На фото – одно из самых плотных шаровых скоплений M80 (NGC 6093)
(фото NASA).
Астрономы использовали данные Sloan Digital Sky Survey, базирующегося в Нью-Мексико
Международная группа учёных во главе с исследователем из Колумбийского университета Андреасом Кюппером (
Andreas Küpper) изучала звёзды за пределами этого диска, орбита которых опоясывает Млечный Путь. В своём новом исследовании команда показала, что некоторые потоки звёзд, возникшие в результате распада
шаровых скоплений, могут быть использованы для измерения не только веса нашей галактики, но и для определения местоположения Солнца в пределах Млечного Пути.
"Шаровые скопления — компактные группы от тысяч до нескольких миллионов звёзд, которые образовались вместе, когда Вселенная была ещё очень молодой, — рассказывает Кюппер. — Они обращаются вокруг Млечного Пути и медленно распадаются в течение миллиардов лет, оставляя свой уникальный след. Такие звёздные потоки выделяются на фоне остальных звёзд на небе, так как они более плотные и упорядоченные. Так же как и инверсионные следы самолётов отличаются от обычных облаков".
Исследователи для своей работы использовали данные проекта "Слоановский цифровой небесный обзор" (Sloan Digital Sky Survey). В рамках этой инициативы учёные сканировали небеса над северным полушарием Земли в течение почти десятилетия, чтобы создать полный каталог звёзд.
Новая методика была протестирована в ходе изучения шарового скопления Паломар 5 (Palomar 5), обнаруженного в 2001 году над галактическим диском. Соавтор исследования из Суррейского университета в Англии Эдуардо Балбинот (Eduardo Balbinot) выявил изменения в плотности потока Паломар 5.
"Мы обнаружили выраженные и регулярные изменения вдоль звёздного потока, — говорит он. — И они не могут быть случайными".
Именно эти изменения и позволили исследователям провести беспрецедентно точные измерения. С помощью суперкомьютера Yeti в Колумбийском университете они создали несколько миллионов моделей потока в различных реализациях Млечного Пути. Исходя из сравнительного анализа этих моделей они и вычислили массу Млечного Пути в радиусе 60 тысяч световых лет. Она превышает массу Солнца в 210 миллиардов раз (с погрешностью в 20%).
"Важным шагом в этой работе было использование надёжных статистических инструментов — тех же, что используются для изучения изменений в геноме, — объясняет Ана Бонаца (Ana Bonaca), соавтор из Йельского университета. — Этот точный подход помог нам "взвесить" Млечный Путь".
В будущем исследователи намерены использовать более крупные структуры, нежели скопление Паломар 5, чтобы получить наилучшую точность и наиболее реалистичную модель Млечного Пути из ныне существующих. С помощью новых данных они хотят лучше понять историю формирования и состав нашей родной галактики, а также выявить, чем Млечный Путь отличается от других галактик во Вселенной.
Научная статья была опубликована в издании Astrophysical Journal.
