Ученые выяснили, где заканчивается наша Галактика

Фото из открытых источников

Астрономы использовали возраст звёзд, чтобы определить точку, где диск Млечного Пути становится настолько размытым, что звёзды ещё не образовались. Можно утверждать, что это лучшее определение размеров галактики, которое сейчас можно получить. Результаты нового исследования были опубликованы в журнале Astronomy and Astrophysics.

Айзек Азимов поместил свою вымышленную планету Терминус на «край галактики», но где именно это находится? И как планета могла туда попасть? Вопреки пропаганде «Звёздных войн», у галактик нет «внешних краёв»; они больше похожи на облака, чем на острова, с чёткой границей с окружающим их морем.

Вместо того чтобы определять границы галактик по расположению самых далёких звёзд — некоторые из которых быстро расширяют это определение — возможно, лучше искать точку, где заканчивается звёздообразование, но даже это сопряжено с трудностями.

«Протяженность звездообразующего диска Млечного Пути долгое время оставалась открытым вопросом в галактической археологии; построив карту изменения возраста звезд по всему диску, мы теперь получили четкий количественный ответ», — заявил Карл Фитени из Университета Инсурбии.

Звезды сначала формируются в центре галактик, где газ наиболее плотный. Только позже, когда гравитация вызывает слияние скоплений, звездные кластеры начинают появляться дальше от ядра. Однако звезды не остаются там, где родились. Это означает, что в более старых галактиках, подобных нашей, звезды могут рассеиваться за пределы границ, где происходило их формирование. Это может происходить как за счет звезд, перемещающихся по спиральным волнам, распространяющимся наружу, так и за счет убегающих звезд, вызванных близостью к взрывам сверхновых.

Это означает, что в развитой галактике, такой как Млечный Путь, самые старые звезды находятся вблизи галактического центра, и их возраст уменьшается по мере удаления от центра до точки, где заканчивается звездообразующий диск. После этого все звезды будут формироваться в более отдаленных областях и мигрировать наружу; они должны быть достаточно старыми, чтобы достичь таких расстояний.

Фитени и его коллеги описывают это как создание U-образного рисунка в распределении возрастов звезд. Составление карты распределения возрастов стало возможным благодаря миссии Gaia, которая предоставила нам столь точные данные о местоположении множества звезд. Однако это все еще непросто, поскольку происходит множество случайных перемещений среди звезд и поглощение более мелких галактик, что размывает картину.

Тем не менее, идентифицировав звезды со стабильными, почти круговыми орбитами, Фитени и соавторы смогли сосредоточиться на тех, которые сформировались в диске и лишь постепенно мигрировали наружу, стремясь к нижней границе U-образной структуры.

Используя два набора данных, авторы получили оценки в 36 800 и 39 600 световых лет с перекрывающимися полосами неопределенности.

Авторы не ответили на вопрос, почему звездообразование прекращается на этом этапе, даже несмотря на то, что в более отдаленных областях все еще находится значительное количество газа. Считается, что гравитационные процессы или искривление галактического диска приводят к скоплению газа в определенной точке, усиливая звездообразование и препятствуя ему на больших расстояниях.

Даже если эта работа выдержит проверку временем в определении края галактического диска, вряд ли какое-либо одно определение окажется достаточным, когда мы говорим о крае галактики. В конце концов, звезды находятся на расстоянии около 10 000 световых лет за пределами края, обнаруженного Фитени и соавторами. Действительно ли мы хотим исключить их из нашего галактического определения? Среди прочего, это поместило бы Терминус далеко за пределы галактики, а не на ее край. Возможно, еще хуже было бы переписать песню Монти Пайтона, чтобы описать галактику как «Восемьдесят тысяч световых лет от края до края», и это совершенно не соответствовало бы действительности.