Αστρονόμοι ανακάλυψαν ένα «κάταγμα» σε έναν από τους σπειροειδείς βραχίονες του Γαλαξία μας

Το πρόσφατα ανακαλυφθέν χαρακτηριστικό παρέχει μια εικόνα για τη δομή μεγάλης κλίμακας του γαλαξία μας, η οποία είναι δύσκολο να μελετηθεί από τη θέση της Γης μέσα σε αυτόν.

Οι επιστήμονες ανακάλυψαν ένα χαρακτηριστικό που δεν είχε αναγνωριστεί προηγουμένως στην περιοχή μας Γαλαξίας Γαλαξίας: Μια ομάδα νεαρών αστέρων και νέφη αερίου που σχηματίζουν αστέρια που αναδύονται από έναν από τους σπειροειδείς βραχίονες του Γαλαξία μας σαν ένα κομμάτι ξύλου. Εκτείνοντας περίπου 3.000 έτη φωτός, αυτή είναι η πρώτη μεγάλη δομή που αναγνωρίστηκε με έναν προσανατολισμό εντελώς διαφορετικό από αυτόν του βραχίονα.

Οι αστρονόμοι έχουν μια πρόχειρη ιδέα για το μέγεθος και το σχήμα των βραχιόνων του Γαλαξία μας, αλλά πολλά παραμένουν άγνωστα: Δεν μπορούν να δουν ολόκληρη τη δομή του αρχικού μας γαλαξία επειδή η Γη είναι μέσα. Είναι σαν να στέκεστε στη μέση της Times Square και προσπαθείτε να χαρτογραφήσετε το νησί του Μανχάταν. Μπορείτε να μετρήσετε τις αποστάσεις με αρκετή ακρίβεια για να γνωρίζετε εάν δύο κτίρια βρίσκονται στο ίδιο τετράγωνο ή κάποιοι δρόμοι απέχουν πολύ; Και πώς μπορείς να ελπίζεις ότι θα δεις το δρόμο προς την άκρη του νησιού με τόσα πολλά πράγματα στο δρόμο σου;

Η ιδέα αυτού του καλλιτέχνη απεικονίζει τη νέα άποψη του Γαλαξία, μαζί με άλλα αποτελέσματα που παρουσιάστηκαν στην 212η συνάντηση της Αμερικανικής Αστρονομικής Εταιρείας στο St. Louis, Missouri. από μια παχιά κεντρική μπάντα, ενώ τα χαμηλωμένα πλέον δύο χέρια (Norma και Sagittarius) είναι λιγότερο διακριτά και βρίσκονται μεταξύ των δύο βασικών βραχιόνων. Οι κύριοι βραχίονες αποτελούνται από την υψηλότερη πυκνότητα τόσο των νεαρών όσο και των μεγάλων αστέρων. Τα μικρά όπλα είναι γεμάτα κυρίως με αέριο και θύλακες δραστηριότητας σχηματισμού αστεριών. Η ιδέα του καλλιτέχνη περιλαμβάνει επίσης έναν νέο σπειροειδή βραχίονα, που ονομάζεται “Far-3 kiloparsec βραχίονας”, που ανακαλύφθηκε από την έρευνα του ραδιοτηλεσκοπίου για το αέριο στον Γαλαξία. Αυτός ο βραχίονας είναι μικρότερος από τους δύο κύριους βραχίονες και βρίσκεται κατά μήκος της ράβδου του γαλαξία. Πίστωση: NASA/JPL-Caltech

Για να μάθουν περισσότερα, οι συντάκτες της νέας μελέτης επικεντρώθηκαν σε ένα κοντινό τμήμα ενός από τους βραχίονες του γαλαξία, που ονομάζεται βραχίονας τόξου. Χρησιμοποιώντας το διαστημικό τηλεσκόπιο Spitzer της NASA πριν από τη συνταξιοδότησή του τον Ιανουάριο του 2020, έψαξαν για νεογέννητα αστέρια, χωμένα στα σύννεφα αερίων και σκόνης (που ονομάζονται νεφελώματα) όπου σχηματίζονται. Ο Spitzer ανιχνεύει υπέρυθρο φως που μπορεί να διαπεράσει αυτά τα σύννεφα, ενώ το ορατό φως (το οποίο μπορεί να δει το ανθρώπινο μάτι) είναι μπλοκαρισμένο.

Τα νεαρά αστέρια και τα νεφελώματα πιστεύεται ότι ευθυγραμμίζονται στενά με το σχήμα των βραχιόνων σε αυτά. Για να αποκτήσουν μια τρισδιάστατη όψη του τομέα των βραχιόνων, οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν την τελευταία έκδοση δεδομένων από την αποστολή Gaia της Ευρωπαϊκής Υπηρεσίας Διαστήματος (ESA) για να μετρήσουν με ακρίβεια τις αποστάσεις από τα αστέρια. Τα συνδυασμένα δεδομένα αποκάλυψαν ότι η μακριά, λεπτή δομή που συνδέεται με το χέρι του Τοξότη αποτελείται από νεαρά αστέρια που κινούνται με την ίδια ταχύτητα και την ίδια κατεύθυνση στο διάστημα.

Μια ομάδα από αστέρια και σύννεφα που σχηματίζουν αστέρια βρίσκονται να αναδύονται από τον βραχίονα του Τοξότη του Γαλαξία μας. Το ένθετο δείχνει το μέγεθος της δομής και την απόσταση από τον Sunλιο. Πίστωση: NASA/JPL-Caltech

“Η κύρια ιδιότητα των σπειροειδών βραχιόνων είναι το πόσο σφιχτά τυλίγονται γύρω από έναν γαλαξία”, δήλωσε ο Michael Kuhn, αστροφυσικός στο Caltech και επικεφαλής συγγραφέας της νέας ερευνητικής εργασίας. Αυτό το χαρακτηριστικό μετριέται από τη γωνία κλίσης του βραχίονα. Ένας κύκλος έχει γωνία κλίσης 0 μοίρες και όσο πιο ανοιχτή γίνεται η σπείρα, τόσο μεγαλύτερη είναι η γωνία κλίσης. “Τα περισσότερα μοντέλα του Γαλαξία μας δείχνουν ότι ο βραχίονας του τόξου σχηματίζει μια σπείρα με γωνία κλίσης περίπου 12 μοίρες, αλλά η δομή που εξετάσαμε προεξέχει στην πραγματικότητα σε γωνία περίπου 60 μοιρών”.

Παρόμοιες δομές – μερικές φορές ονομάζονται προεξοχές ή φτερά – συνήθως ξεχωρίζουν από τους βραχίονες άλλων σπειροειδών γαλαξιών. Για δεκαετίες, οι επιστήμονες αναρωτιούνται αν οι σπειροειδείς βραχίονες του Γαλαξία μας είναι επίσης διάστικτοι με αυτές τις δομές ή αν είναι σχετικά λείοι.

Μέτρηση του Γαλαξία

Το πρόσφατα ανακαλυφθέν χαρακτηριστικό περιέχει τέσσερα νεφελώματα γνωστά για τη γραφική ομορφιά τους: το νεφέλωμα του αετού (που περιέχει τους πυλώνες της δημιουργίας), το νεφέλωμα Ωμέγα, το τριφιδωτό νεφέλωμα και το νεφέλωμα της λιμνοθάλασσας. Στη δεκαετία του πενήντα του περασμένου αιώνα, μια ομάδα αστρονόμων πραγματοποίησε κατά προσέγγιση μετρήσεις απόστασης μερικών αστέρων σε αυτά τα νεφελώματα και μπόρεσε να συμπεράνει την παρουσία του βραχίονα του τόξου. Το έργο τους παρείχε μερικές από τις πρώτες αποδείξεις για τη σπειροειδή δομή του γαλαξία μας.

“Οι αποστάσεις είναι από τα πιο δύσκολα πράγματα για να μετρηθούν στην αστρονομία”, δήλωσε ο συν-συγγραφέας Alberto Crone Martins, αστροφυσικός και λέκτορας πληροφορικής στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, Irvine και μέλος της κοινοπραξίας επεξεργασίας και ανάλυσης δεδομένων Gaia (DPAC). Το “Μόνο οι πρόσφατες άμεσες μετρήσεις απόστασης από τη Γαία καθιστούν τη γεωμετρία αυτής της νέας δομής τόσο σαφή”.

Εδώ φαίνονται τα νεφελώματα Eagle, Omega, Trivid και Lake, που απεικονίζονται από το υπέρυθρο διαστημικό τηλεσκόπιο Spitzer της NASA. Αυτά τα νεφελώματα είναι μέρος μιας δομής μέσα στον αρκτικό βραχίονα του Γαλαξία που αναδύεται από τον βραχίονα σε δραματική γωνία. Πίστωση: NASA/JPL-Caltech

Στη νέα μελέτη, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν επίσης έναν κατάλογο με περισσότερα από 100.000 νεογέννητα αστέρια που ανακάλυψε ο Spitzer σε μια έρευνα γαλαξιών που ονομάζεται Galactic Legacy Infrared Mid-Plane Survey Extraordinaire (GLIMPSE).

“Όταν συνδυάζουμε τα δεδομένα Gaia και Spitzer και βλέπουμε επιτέλους αυτόν τον λεπτομερή τρισδιάστατο χάρτη, μπορούμε να δούμε ότι υπάρχει μεγάλη πολυπλοκότητα σε αυτήν την περιοχή που δεν ήταν εμφανής πριν”, δήλωσε ο Kuhn.

Οι αστρονόμοι δεν έχουν καταλάβει ακόμη γιατί σχηματίζονται σπειροειδή όπλα σε γαλαξίες όπως ο δικός μας. Παρόλο που δεν μπορούμε να δούμε την πλήρη δομή του Γαλαξία μας, η ικανότητα μέτρησης της κίνησης μεμονωμένων άστρων είναι χρήσιμη για την κατανόηση αυτού του φαινομένου: είναι πιθανό ότι τα αστέρια στη νεοανακαλυφθείσα δομή ήταν περίπου την ίδια στιγμή, στην ίδια γενική περιοχή Στο εσωτερικό του γαλαξία, συμπεριλαμβανομένης της βαρύτητας και της διάτμησης λόγω της περιστροφής του γαλαξία.

Ένας από τους συντάκτες της εφημερίδας, ο Robert Benjamin, αστροφυσικός στο Πανεπιστήμιο του Wisconsin Whitewater και κύριος ερευνητής της έρευνας Glimpus, δήλωσε. «Αυτή η δομή είναι ένα μικρό μέρος του Γαλαξία, αλλά μπορεί να μας πει κάτι σημαντικό για τον γαλαξία στο σύνολό του».

Αναφορά: “Δομή γωνίας υψηλής κλίσης στον βραχίονα τόξου” από τους MA Kuhn1, R. A. Benjamin, C. Zucker, A. Krone-Martins, R. S. de de Souza, A. Castro-Ginard, EEO Ishida, MS Povich9, and L.A. Hillenbrand for COIN , 21 Ιουλίου 2021, Αστρονομία και αστροφυσικήΤο
DOI: 10.1051 / 0004-6361 / 202141198