Введение

Недавние исследования, проведенные с помощью рентгеновской обсерватории Чандра NASA, открывают новые горизонты в понимании структуры нашей галактики Млечный Путь. С помощью точных измерений расстояний до спиральных рук галактики, ученые смогли выявить, что внешние спиральные руки могут быть значительно шире, чем считалось ранее.

Новые данные о спиральных руках

Команда астрономов обнаружила это, используя данные, полученные от обсерваторий Чандра и XMM-Newton, что является совместной миссией NASA и Европейского космического агентства. Результаты их исследования были опубликованы в журнале Astronomy & Astrophysics.

Ученые определили расстояния, изучая кольца вокруг гамма-всплесков — одних из ярчайших источников света во Вселенной, возникающих при коллапсе массивных звезд или слиянии нейтронных звезд. Эти всплески находятся на огромных расстояниях, далеко за пределами нашей галактики.

Методы измерения расстояний

Для измерения расстояний астрономы использовали явление световых эхо, когда свет от гамма-всплеска отражается от облаков пыли в спиральных руках. Диаметры колец в рентгеновских лучах позволяют определить расстояния до Земли, где более крупные кольца формируются облаками пыли, находящимися ближе к нам.

«Это очень прямой способ — полагающийся исключительно на геометрию — точно измерить расстояния до спиральных рук Млечного Пути», — отметила Беатриче Вайа, ведущий автор исследования. «Большинство других методов основываются на предположениях о том, как вращается Млечный Путь, что становится все менее определенным на его внешних границах».

Значение новых открытий

Несмотря на то, что астрономы изучают спиральные руки Млечного Пути уже более века, точная характеристика этих рук остается сложной задачей из-за положения Земли в одной из них. Пыль и газ также затрудняют видимость других рук.

Исследователи использовали три различных гамма-всплеска для определения расстояний до трех спиральных рук Млечного Пути. В порядке увеличения расстояний от галактического центра, это руки Персея, Внешняя рука и Внешняя рука Скорпиона-Центавра. В направлении одного из всплесков они обнаружили, что как Внешняя, так и Внешняя рука Скорпиона-Центавра находятся примерно на 10% дальше, чем предполагали астрономы ранее.

«Различия небольшие, но любое изменение этих расстояний важно, так как они так фундаментальны для понимания нашей галактики», — добавила соавтор исследования Илария Форназьеро.

Технические детали и ограничения

Команда также использовала свои данные, чтобы оценить, что облако пыли в самой удаленной руке имеет ширину около 3500 световых лет. Эти результаты показывают, что их измерения применимы к полной толщине спиральной руки, а не к случайному, изолированному облаку пыли, которое может не полностью представлять местоположение руки.

Хотя эта техника обеспечила значительное улучшение точности, по словам исследователей, ее может быть сложно использовать для дальнейших измерений, так как яркие гамма-всплески, видимые через плоскость галактики, встречаются довольно редко.

Заключение

«Мы полагаемся на Вселенную, чтобы она предоставила нам эти события, и за 25 лет мы нашли лишь несколько, которые можем использовать», — отметил соавтор Андреа Тьенго. Несмотря на это, команда продолжит искать новые гамма-всплески, которые помогут в дальнейшем исследовании структуры Млечного Пути.

Управление программой Чандра осуществляется Центром космических полетов Маршалла NASA, а обсерватория Чандра контролирует научные операции из Кембриджа, штат Массачусетс.