Загадочная волнообразная структура в нашей галактике медленно колеблется
Хотя временные рамки, в которых движется наша галактика, часто не поддаются человеческому опыту и восприятию, движение во Млечном Пути действительно есть.
Не все эти динамические процессы легко увидеть. Всего несколько лет назад ученые обнаружили огромную волнообразную структуру длиной около 9000 световых лет, проходящую вдоль спирального рукава Млечного Пути, всего в 500 световых годах от Солнечной системы в ее ближайшей точке.
Эта волнистая полоса звездообразующего газа, получившая название «Волна Рэдклиффа», сама по себе является замечательным открытием, и мы еще многое о ней не знаем. Но теперь группа ученых под руководством астрофизика Ральфа Коницки из Гарвардского университета сделала открытие: как и многие объекты в Млечном Пути, волна Рэдклиффа находится в движении.
И это не просто орбитальное движение вокруг центра галактики. Волна Рэдклиффа колеблется как бегущая волна.
Наше понимание трехмерных свойств Млечного Пути значительно улучшилось за последние годы, во многом благодаря телескопу Gaia.
«Gaia» — это космический телескоп, который в течение нескольких лет тщательно картировал Млечный Путь. Он использует параллакс для измерения с высокой точностью положения звезд в трех измерениях. Но это еще не все: Гайя также измеряет такие свойства, как собственное движение и скорость звезд.
Это означает, что теперь у астрономов есть самая точная карта Млечного Пути на сегодняшний день, включая положение звезд, направление их движения и скорость их движения. Ученые использовали эти данные для открытия волны Рэдклиффа еще в 2018 году и опубликовали свои выводы в 2020 году после составления трехмерной карты структуры.
В то время не было достаточно информации, чтобы понять структуру более подробно, но последующий выпуск дополнительных данных Гайи предоставил жизненно важную информацию. Благодаря этому исследователи смогли определить положение и движение скоплений молодых звезд, встроенных в звездообразующий материал, составляющий волну Рэдклиффа.
Подобно тому, как болельщики на стадионе возвращаются на свои места под действием гравитации Земли, волна Рэдклиффа колеблется под действием гравитации Млечного Пути
Экстраполируя эту информацию, исследователи обнаружили, что структура действительно волнистая, как гигантская космическая змея, вьющаяся по Млечному Пути. Расчеты показывают, что на это движение может влиять гравитация, создаваемая обычной материей в галактике.
Измерения даже позволяют предположить, что сверхновые, которые практически очистили космический пузырь, в котором находится Млечный Путь, родились в скоплении звезд внутри волны Рэдклиффа.
Но, естественно, вопросов, на которые предстоит ответить, гораздо больше. Почему образовалась волна? И почему она так движется? И сколько их там – Млечный Путь переплетен с синусоидальными образованиями волнистого газа, которые еще предстоит открыть?
«Вопрос в том, что вызвало смещение, вызвавшее появление волны, которую мы видим?», — говорит астроном Алисса Гудман из Гарвардского университета. «И это происходит по всей галактике? Во всех галактиках? Это случается время от времени? Это происходит постоянно?»
Теории, по словам исследователей, варьируются от взрывов сверхновых до гравитационных взаимодействий с галактиками-спутниками и столкновений с другими крупными галактиками.
Известно, что Млечный Путь в прошлом соединялся с множеством других галактик и что в настоящее время он, похоже, переживает еще одно столкновение. Исследования, проведенные в прошлом году, показали, что темная материя может оказывать весьма существенное влияние на общую структуру галактики. Есть много факторов, которые могут сыграть роль.
«Предстоящие глубокие и обширные исследования звезд, пыли и газа, вероятно, откроют больше волнообразных структур, — пишут исследователи , — а измерения их движений должны дать представление об истории звездообразования и гравитационном потенциале галактик».
Кроме того, открытие колебаний волны поднимает новые вопросы о преобладании этих волн как в Млечном Пути, так и в других галактиках. Поскольку волна Рэдклиффа, по-видимому, образует основу ближайшего спирального рукава Млечного Пути, колебание волны может означать, что спиральные рукава галактик в целом колеблются, что делает галактики еще более динамичными, чем считалось ранее.
Выводы команды были опубликованы в журнале Nature.