Млечный Путь оказался шире: рентгеновское «эхо» отодвинуло границы нашей галактики
Рисовать карту собственной галактики — это как пытаться составить план огромного поместья, не выходя из ванной комнаты из-за заклинившей двери. Поскольку Солнечная система расположена глубоко внутри диска Млечного Пути, мы вынуждены смотреть на свой «дом» изнутри, пробираясь сквозь густые облака пыли и газа. Однако астрономы нашли способ использовать космические катастрофы как гигантскую рулетку.
Сложности внутреннего наблюдения
Главная проблема изучения Млечного Пути заключается в том, что мы видим его в профиль. Нам намного проще разглядеть структуру далекой галактики за миллионы световых лет, чем точно определить, где заканчивается наша собственная спиральная рука. Чтобы обойти это препятствие, ученые привлекли тяжелую артиллерию: рентгеновскую обсерваторию NASA Chandra и европейский спутник XMM-Newton. Вместо того чтобы полагаться на косвенные предположения, команда исследователей решила измерить расстояния напрямую, используя световое «эхо».
Космическая геометрия и световое эхо
Метод основан на простом, но элегантном принципе. Когда где-то в глубинах космоса взрывается массивная звезда (сверхновая) или сливаются нейтронные звезды, возникает мощная вспышка гамма-излучения. Этот свет разлетается во все стороны, и часть его отражается от облаков межзвездной пыли, создавая концентрические рентгеновские кольца. Чем ближе к нам расположено пылевое облако, тем больше кажется радиус кольца для наблюдателя с Земли.
Это очень прямой способ — основанный исключительно на геометрии — точно измерить расстояния до спиральных рукавов Млечного Пути.
Проанализировав три таких гамма-всплеска, ученые смогли вычислить точное расположение пылевых структур в рукаве Персея и внешнем рукаве Щита — Центавра. Результаты оказались несколько неожиданными: эти структуры расположены примерно на 10% дальше от Земли, чем показывали предыдущие расчеты. Кроме того, астрономы определили размер одного из самых отдаленных облаков — его диаметр достигает около 3500 световых лет.
XMM-Newton и Chandra уточняют расстояние до внешних спиральных рукавов. Иллюстрация: ESA/Gaia/DPAC, Stefan Payne-Wardenaar, ESA/XMM-Newton / NASA/Chandra
Новые границы и пересмотр массы
Почему эти лишние 10% расстояния имеют значение для кого-то, кроме авторов научных работ? Дело в том, что уточнение координат спиральных рукавов непосредственно влияет на наше понимание общей массы Галактики. Поскольку масса определяет гравитационную форму и протяженность спиральных структур, новые данные могут заставить астрофизиков пересмотреть существующие модели Млечного Пути.
К сожалению, такой метод нельзя использовать каждый день. Яркие гамма-всплески, которые пробиваются сквозь плотную плоскость Галактики, случаются редко. За последние четверть века ученые зафиксировали лишь несколько подходящих случаев. Однако каждая такая вспышка позволяет добавлять новые детали на нашу карту, которая постепенно становится менее туманной. Пока мы ждем следующего «фейерверка» от Вселенной, наука продолжает доказывать: мы знаем о своем доме намного меньше, чем нам хотелось бы думать.
Кстати, пока одни ученые изучают границы галактики, другие занимаются не менее сложными структурами ближе к дому. Например, на МКС впервые напечатали живые ткани с помощью биопринтера. Это еще раз подтверждает, что космос — лучшая площадка для экспериментов, которые на Земле кажутся невозможными.
Подписывайтесь на наш нескучный канал в Telegram, чтобы ничего не пропустить.
