Несмотря на то, что сегодня астрономы пристально вглядываются в глубины космического пространства, некоторые величины даже ближайших объектов остаются им не до конца известны. Так было и с массой Млечного Пути, оценивали её не раз, но всё время значения разнились. Недавно астрономы разработали новый метод, который, по их мнению, позволит более точно оценить массу Галактики.
Млечный Путь состоит из примерно ста миллиардов звёзд, образующих огромный звёздный диск с диаметром 100-200 тысяч световых лет. Солнце является частью этой структуры – то есть, смотря в небо, мы смотрим прямо в гигантский диск из звёзд. Огромное количество звёзд и невероятные масштабы небес делают измерение основных параметров (в частности, массы) Млечного Пути весьма нелёгким процессом.
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.
