Астрономы получили новые данные о структуре Млечного Пути, используя световые «эхо» от мощных космических вспышек. Рентгеновские наблюдения показали, что два внешних спиральных рукава нашей галактики находятся примерно на 10% дальше от Земли, чем считалось ранее. Это открытие может потребовать пересмотра существующих моделей строения галактики.
Исследовательская группа задействовала данные рентгеновской обсерватории NASA Chandra и европейского спутника XMM-Newton для определения расстояния до облаков межзвездной пыли внутри спиральных рукавов. Данный метод позволил исключить ряд допущений, которые обычно применяются при картографировании отдаленных областей Млечного Пути.
Основная сложность изучения нашей галактики заключается в том, что Земля находится внутри ее диска. Мы наблюдаем Млечный Путь «изнутри», поэтому определение его точной геометрии — задача гораздо более трудоемкая, чем исследование удаленных галактик. Для составления достоверной карты ученым приходится комбинировать данные во всех диапазонах: от радиоволн и инфракрасного излучения до ультрафиолетового и рентгеновского спектров.
Метод световых эхо
В новой работе астрофизики применили метод, основанный на анализе световых эхо. Суть его заключается в изучении колец рентгеновского излучения, возникающих при отражении мощных гамма-всплесков от облаков космической пыли. Такие вспышки происходят при взрывах массивных звезд (сверхновых) или слияниях нейтронных звезд, порождающих килоновые.
Размер этих рентгеновских колец прямо зависит от дистанции до отражающего объекта: чем ближе пылевая структура к наблюдателю, тем крупнее формирующееся кольцо. «Это геометрически прямой способ точного измерения расстояний до спиральных рукавов», — пояснила ведущий автор исследования Беатриче Вайаи из Национального института астрофизики Италии (INAF-IASF Milano).
Уточнение масштабов галактики
Команда проанализировала три гамма-всплеска и созданные ими световые кольца в рукавах Персея и Щита — Центавра. Наблюдения подтвердили, что в двух случаях расстояния оказались на 10% больше предыдущих оценок. Кроме того, удалось вычислить размеры самого отдаленного пылевого облака — его диаметр составляет около 3500 световых лет.
Данные открытия имеют значение для уточнения общей массы Млечного Пути. Как отметила соавтор работы Илария Форнасьеро (INAF-IASF Milano и IUSS Pavia), проведенные измерения характеризуют полную толщину спирального рукава, а не только локальные скопления пыли. Поскольку общая масса галактики напрямую коррелирует с протяженностью ее структур, полученные данные могут изменить и фундаментальные представления о массе нашей звездной системы.
Несмотря на эффективность, метод имеет ограничения. Яркие гамма-всплески, которые видны сквозь плотные слои Млечного Пути, происходят достаточно редко. «Мы зависим от природных явлений — за 25 лет наблюдений было зафиксировано лишь несколько подходящих событий», — пояснил соавтор работы Андреа Тьенго (IUSS Pavia). Тем не менее, ученые планируют расширить выборку, чтобы построить еще более детализированную карту нашей галактики.
