Astronomové objevili „zlomeninu“ v jednom ze spirálních ramen Mléčné dráhy

Nově objevená funkce poskytuje vhled do rozsáhlé struktury naší galaxie, kterou je obtížné studovat z polohy Země v ní.

Vědci objevili funkci, která v naší oblasti dosud nebyla rozpoznána mléčná dráha Galaxie: Skupina mladých hvězd a plynových mraků vytvářejících hvězdy, vystupujících z jednoho ze spirálních ramen Mléčné dráhy jako úlomek dřeva. Jedná se o první hlavní strukturu, která se rozprostírá asi 3 000 světelných let a která má zcela jinou orientaci než paže.

Astronomové mají přibližnou představu o velikosti a tvaru ramen Mléčné dráhy, ale mnohé zůstává neznámé: Nevidí celou strukturu naší původní galaxie, protože Země je uvnitř. Je to jako stát uprostřed Times Square a pokoušet se zmapovat ostrov Manhattan. Dokážete dostatečně přesně změřit vzdálenosti, abyste věděli, zda jsou dvě budovy na stejném bloku nebo jsou některé ulice daleko od sebe? A jak můžete doufat, že uvidíte cestu na špičku ostrova s ​​tolika věcmi na cestě?

Tento umělcův koncept ilustruje nový pohled na Mléčnou dráhu spolu s dalšími výsledky prezentovanými na 212. setkání Americké astronomické společnosti v St. Louis, Missouri. ze silného středového pásma, zatímco nyní spuštěné dvě paže (Norma a Střelec) jsou méně výrazné a leží mezi oběma hlavními rameny. Hlavní ramena se skládají z nejvyšší hustoty mladých i starých hvězd; Ruční zbraně jsou naplněny především plynem a kapsami činnosti vytvářející hvězdy. Umělcova koncepce také zahrnuje nové spirální rameno, nazývané „rameno Far-3 kiloparsek“, objevené radioteleskopickým průzkumem plynu v Mléčné dráze. Toto rameno je kratší než dvě hlavní ramena a je umístěno podél pruhu galaxie. Uznání: NASA/JPL-Caltech

Chcete -li zjistit více, autoři nové studie se zaměřili na část blízkou jednomu z ramen galaxie, nazývanou obloukové rameno. Pomocí vesmírného dalekohledu Spitzer Space Telescope NASA před jeho odchodem do důchodu v lednu 2020 hledali novorozené hvězdy, zastrčené v oblacích plynu a prachu (nazývaných mlhoviny), kde se tvoří. Spitzer detekuje infračervené světlo, které může proniknout do těchto mraků, zatímco viditelné světlo (které lidské oko vidí) je blokováno.

Předpokládá se, že mladé hvězdy a mlhoviny jsou v těsném souladu s tvarem ramen v nich. Aby vědci získali 3D pohled na ramenní sektor, použili nejnovější vydání dat z mise Evropské vesmírné agentury (ESA) Gaia k přesnému měření vzdáleností ke hvězdám. Kombinovaná data odhalila, že dlouhá, tenká struktura připevněná k rameni Střelce se skládá z mladých hvězd pohybujících se vesmírem přibližně stejnou rychlostí a stejným směrem.

Skupina hvězd a hvězdotvorných mraků se vynořuje z ramene Mléčné dráhy Střelce. Vložka ukazuje velikost struktury a vzdálenost od Slunce. Uznání: NASA/JPL-Caltech

„Hlavní vlastností spirálních ramen je to, jak těsně obepínají galaxii,“ řekl Michael Kuhn, astrofyzik ze společnosti Caltech a hlavní autor nového výzkumu. Tato charakteristika se měří úhlem sklonu paže. Kruh má úhel sklonu 0 stupňů a čím je spirála otevřenější, tím větší je úhel sklonu. „Většina modelů Mléčné dráhy naznačuje, že obloukové rameno tvoří spirálu s úhlem sklonu asi 12 stupňů, ale námi zkoumaná struktura ve skutečnosti vyčnívá asi pod úhlem 60 stupňů.“

Podobné struktury – někdy nazývané výchozy nebo peří – vyčnívají z ramen jiných spirálních galaxií. Po celá desetiletí vědci přemýšleli, zda jsou těmito strukturami poseta také spirální ramena Mléčné dráhy, nebo jsou relativně hladká.

Měření Mléčné dráhy

Nově objevený objekt obsahuje čtyři mlhoviny známé svou úchvatnou krásou: Orlí mlhovina (která obsahuje pilíře stvoření), mlhovina Omega, mlhovina Trifid a mlhovina Laguna. V padesátých letech minulého století provedl tým astronomů přibližná měření vzdálenosti některých hvězd v těchto mlhovinách a dokázal odvodit přítomnost obloukového ramene. Jejich práce poskytla jedny z prvních důkazů o spirální struktuře naší galaxie.

„Vzdálenosti patří k nejobtížněji měřitelným věcem v astronomii,“ řekl spoluautor Alberto Crone Martins, astrofyzik a lektor informatiky na Kalifornské univerzitě v Irvine a člen Gaia Data Processing and Analysis Consortium (DPAC). . „Pouze nedávná přímá měření vzdálenosti od Gaie činí geometrii této nové struktury tak jasnou.“

Zde jsou zobrazeny mlhoviny Eagle, Omega, Trivid a Lake, které byly pořízeny infračerveným vesmírným teleskopem NASA Spitzer. Tyto mlhoviny jsou součástí struktury v arktickém rameni Mléčné dráhy, která vystupuje z ramene pod dramatickým úhlem. Uznání: NASA/JPL-Caltech

V nové studii vědci také čerpali z katalogu více než 100 000 novorozených hvězd objevených Spitzerem v průzkumu galaxií nazvaném Galactic Legacy Infrared Mid-Plane Survey Extraordinaire (GLIMPSE).

„Když dáme dohromady data Gaia a Spitzer a konečně uvidíme tuto podrobnou 3D mapu, můžeme vidět, že v této oblasti je velká složitost, která dříve nebyla evidentní,“ řekl Kuhn.

Astronomové dosud nechápou, proč se v galaxiích, jako je ta naše, tvoří spirální ramena. Ačkoli nemůžeme vidět plnou strukturu Mléčné dráhy, schopnost měřit pohyb jednotlivých hvězd je pro pochopení tohoto jevu užitečná: je pravděpodobné, že hvězdy v nově objevené struktuře byly přibližně ve stejnou dobu, ve stejné obecné oblasti a byly jedinečně ovlivněny ovlivňujícími silami. Uvnitř galaxie, včetně gravitace a smyku v důsledku rotace galaxie.

Jeden z autorů článku, Robert Benjamin, astrofyzik z University of Wisconsin Whitewater a hlavní vyšetřovatel průzkumu Glimpus, řekl. „Tato struktura je malou částí Mléčné dráhy, ale může nám říci něco důležitého o celé galaxii.“

Odkaz: „Struktura úhlu náklonu v obloukovém rameni“ od MA Kuhna 1, R. A. Benjamina, C. Zuckera, A. Krone-Martins, R. S. de Souza, A. Castro-Ginarda, EEO Ishida, MS Povich9 a L.A.Hillenbranda pro COIN , 21. července 2021, Astronomie a astrofyzika.
DOI: 10,1051 / 0004-6361 / 202141198