Представьте нашу Галактику — огромный звёздный водоворот, в одном из рукавов которого находится Солнечная система. Мы давно знаем, что Млечный Путь — спиральная галактика, но точно нарисовать её структуру с Земли, расположенной внутри диска, невероятно сложно. Пыль и газ скрывают далёкие рукава, а многие методы измерений опираются на предположения о скорости вращения Галактики. Недавно астрономы получили более надёжные данные: внешние спиральные рукава простираются дальше от центра, чем считалось раньше.
Открытие сделали с помощью рентгеновских телескопов NASA Chandra и европейского XMM-Newton. Команда под руководством Беатриче Вайи (Beatrice Vaia) из Италии изучила так называемые световые эхо — кольца рентгеновского излучения, возникающие, когда вспышки гамма-излучения от далёких источников отражаются от пылевых облаков в рукавах Млечного Пути. Гамма-всплески — одни из самых ярких событий во Вселенной, они происходят при коллапсе массивных звёзд или слиянии нейтронных звёзд и находятся далеко за пределами нашей Галактики.
The images include X-ray data from Chandra and optical data from Pan-STARRS. The composite image shows X-ray rings generated by a gamma-ray burst (GRB), a bright X-ray source located outside our galaxy. In a phenomenon called light echoes, the X-rays from the GRB bounced off dust
Когда мощный импульс света пролетает через Галактику, часть его рассеивается на пыли. В рентгеновском диапазоне это создаёт расширяющиеся кольца, диаметр которых напрямую связан с расстоянием до облака. Чем ближе пыль к нам, тем больше кольцо. Этот геометрический метод почти не зависит от моделей вращения Галактики и даёт высокую точность.
Исследователи проанализировали данные от трёх разных гамма-всплесков. Они измерили расстояния до трёх рукавов: Персея, Внешнего (Outer) и Внешнего Скутум-Центавра (Outer Scutum-Centaurus). Оказалось, что два самых дальних рукава расположены примерно на 10% дальше от галактического центра, чем думали раньше. Разница на первый взгляд небольшая, но для понимания структуры Галактики она существенна.
«Это очень прямой способ измерения расстояний, основанный только на геометрии», — отметила Беатриче Вайя. Раньше в отдалённых районах Галактики неопределённость росла, потому что модели вращения становились менее надёжными. Новые данные могут повлиять на оценки общей массы Млечного Пути и даже на представления о том, как формируются и поддерживаются спиральные рукава.
Учёные также оценили ширину одного из дальних пылевых облаков — около 3500 световых лет. Это говорит о том, что измерения относятся к целому рукаву, а не к случайному небольшому скоплению пыли.
Конечно, метод имеет ограничения: яркие гамма-всплески, видимые сквозь плоскость Галактики, случаются редко. За 25 лет наблюдений удалось использовать лишь несколько подходящих событий. Но даже эти данные уже заставляют по-новому взглянуть на наш звёздный дом.
Мы продолжаем открывать Млечный Путь, хотя и живём внутри него. Каждая новая деталь — от точного положения рукавов до распределения массы — помогает лучше понять, как сформировалась и эволюционирует наша Галактика. И кто знает, какие сюрпризы ждут нас дальше.
