Новая карта звёзд показывает, что Малое Магелланово Облако расширяется

Фото из открытых источников

Наши галактические соседи с трудом уживаются друг с другом. Согласно новой исследовательской статье, которая будет опубликована в журнале Astronomy and Astrophysics, взаимодействие между Большим и Малым Магеллановыми Облаками отнюдь не мирное. Малое Магелланово Облако расширяется и выходит из равновесия из-за взаимодействия с Большим Магеллановым Облаком.

Магеллановы облака — это две крупнейшие и наиболее известные галактики-спутники Млечного пути. Хотя исследования показывают, что обе они формируются под влиянием гораздо более массивного Млечного пути и в конечном итоге сольются с ним, эта пара неправильных карликовых галактик также участвует в собственных гравитационных процессах. Астрономам известно о газовом мостике, соединяющем два облака, и о том, как в нем образуются звезды. Но это исследование показывает, что их продолжающееся взаимодействие гораздо сложнее.

Научная статья называет «Обзор VMC. LV. Когерентное расширение SMC», а ведущим автором является Шриприя Виджаясри из Института астрофизики им. Лейбница в Потсдаме. Аббревиатура VMC в названии означает VISTA Survey of the Magellanic Clouds (Обзор Магеллановых Облаков в рамках проекта VISTA).

VISTA — это инфракрасный обзорный телескоп в Чили. Это крупнейший в мире телескоп, предназначенный для исследований в ближнем инфракрасном диапазоне (БИК). Хотя атмосфера Земли блокирует большую часть инфракрасного света, существуют некоторые «пробелы» на определенных длинах волн БИК, и VISTA использует их. VMC — один из шести крупных обзорных проектов VISTA.

Телескоп VMC изучает несколько аспектов Магеллановых Облаков, включая собственное движение звёзд. Он многократно, на протяжении многих лет, исследует одни и те же области в облаках, отслеживая движение миллионов отдельных звёзд по небу. Это позволяет лучше понять кинематику Магеллановых Облаков с течением времени.

«В данном исследовании мы изучаем двумерную звездную кинематику Малого Магелланова Облака, чтобы понять динамические эффекты этих взаимодействий, используя увеличенный временной интервал в 6–11 лет, полученный в рамках седьмого выпуска данных обзора VISTA Магеллановых Облаков (VMC)», — пишут авторы. «Мы получаем собственные движения с трехкратным повышением точности по сравнению с предыдущими исследованиями, основанными на данных VMC».

«Обзор VMC был разработан для беспрецедентно детального картирования Магеллановых Облаков в инфракрасном диапазоне, что позволило астрономам заглянуть сквозь пыль и изучить звездные популяции, охватывающие широкий диапазон возрастов», — сказала профессор Мария-Роза Чиони, руководитель проекта VISTA. «Последняя публикация данных VMC расширяет временной интервал наблюдений до 11 лет, что позволяет проводить гораздо более точные измерения движения звезд, чем в более ранних исследованиях».

Малое Магелланово Облако (ММО) имеет общее движение, которое астрономы называют его системным движением. Именно так оно движется как единое, гравитационно связанное целое. Но отдельные звезды также имеют свои собственные движения, называемые собственными движениями. Для обнаружения этих остаточных собственных движений потребовалось вычесть системное движение ММО из наблюдений VISTA.

«Сначала мы строим карту остаточных скоростей, вычитая системное движение SMC из наблюдаемых собственных движений», — объясняют исследователи в своем письме. «Затем мы подгоняем и удаляем линейный градиент скорости из этого остаточного поля, получая скорректированную по градиенту карту остаточных скоростей, которая подчеркивает мелкомасштабные кинематические субструктуры».

Исследование показывает, что Малое Магелланово Облако расширяется под влиянием своего более крупного соседа. «Впервые во всех звездных популяциях карта остаточного собственного движения показывает расширение в юго-восточном и северо-западном направлениях, что согласуется с приливными силами, вызванными Большим Магеллановым Облаком, которые можно обнаружить даже в центральных областях», — объясняют исследователи.

Галактики обычно вращаются согласованно, и хотя вращение Малого Магелланова Облака (ММО) наблюдается как необычное, искаженное некоторыми случайными движениями и потоками звезд, астрономы считали, что оно все же ведет себя как вращающийся диск. Но это исследование показывает обратное.

«Результаты показывают масштабное приливное расширение во всей галактике Малое Магелланово Облако и ставят под сомнение давние предположения о том, что Малое Магелланово Облако ведет себя как вращающийся диск», — говорит Виджаясри. «Исследование показывает, что внутренние движения звезд в Малом Магеллановом Облаке определяются не упорядоченным вращением, а гравитационными возмущениями, вызванными многократными столкновениями с Большим Магеллановым Облаком на протяжении миллиардов лет».

«Когда я впервые увидел результаты, я был действительно поражен качеством измеренных движений звезд», — сказал соавтор исследования Флориан Нидерхофер из AIP. «Объединив наблюдения, проводившиеся в течение более чем десяти лет, мы смогли составить карту внутренней кинематики Малого Магелланова Облака с уровнем детализации, который является выдающимся для наземных наблюдений».

Звезды в Малом Магеллановом Облаке движутся наружу со скоростью около 17 км/с. Это скромная скорость по астрономическим меркам, но для Малого Магелланова Облака она значительна. Поскольку Малое Магелланово Облако — карликовая галактика, она не очень массивна по сравнению с другими галактиками. В результате ее скорость убегания может составлять всего 60 км/с. Звезды не покидают Малое Магелланово Облако мгновенно, но за миллиарды лет они могут в конечном итоге покинуть галактику или деформировать ее.

Результаты показывают, что Малое Магелланово Облако (ММО) представляет собой сложную структуру, испытывающую трудности под гравитационным влиянием своих более крупных соседей. Ему не хватает согласованного вращательного движения, и даже звезды во внутренних областях движутся наружу. Результаты также показывают, что разные популяции звезд движутся по-разному. Более старые красные гиганты в ММО движутся на север, что указывает на их происхождение в результате гораздо более древнего взаимодействия.

«Динамика СМК чрезвычайно сложна, что подтверждается многочисленными исследованиями, включая данную работу», — пишут исследователи. «Недавние анализы показали, что простые модели вращающегося диска недостаточны для описания наблюдаемой кинематики, и этот вывод явно подтверждается нашими результатами, которые выявляют явные признаки неравновесия даже во внутренних областях».