Ученые разгадали 40-летнюю загадку объекта, возвышающегося над Млечным путем

Фото из открытых источников

На протяжении четырех десятилетий астрономы ломали голову над гигантской петлей, которая, по-видимому, разрастается из центра Млечного пути. Известная как центральная доля Галактики (GCL), эта структура объясняется самыми разными причинами: от последствий сверхновой до древнего извержения из ядра Млечного пути — существует так много конкурирующих объяснений, что одна группа исследователей описала её как «тест Роршаха для галактической астрофизики». И вот, наконец, вынесен вердикт.

Согласно статье, написанной под руководством астрофизика Кэтрин Крекель из Гейдельбергского университета в Германии, центральная доля Галактики находится не в самом центре Галактики и не является долей. Вместо этого она представляет собой замкнутую петлю, расположенную гораздо ближе к Земле, на расстоянии около 6520 световых лет. Результаты исследования опубликованы в журнале Astronomy & Astrophysics.

Это расстояние означает, что оно намного меньше, чем было бы на расстоянии 26 000 световых лет от центра галактики – это не огромный остаток после взрыва сверхмассивной черной дыры, произошедшего миллионы лет назад, а пузырь вещества, который, возможно, был сформирован и ионизирован звездной активностью. Крекель и ее коллеги предлагают переименовать его в «сильно запутанный цикл». 

Это просто поразительно. Этот объект — одна из самых узнаваемых особенностей на радиоизображениях центра галактики. Он выглядит в точности как гигантская лопасть, вырывающаяся из бурлящего хаоса в ядре Млечного Пути, возвышающаяся, по-видимому, на тысячи световых лет над ним.

И все это время мы видели лишь часть происходящего. 

Как пишут исследователи, разгадка этой тайны стала «40-летней борьбой за отделение подлинных ядерных структур от остального галактического диска». Сложности, связанные с GCL, многогранны.

Во-первых, измерение расстояний до объектов в космосе — задача крайне сложная. Во-вторых, необходимо наблюдать за центром самой галактики — наиболее густонаселенным регионом галактики, заполненным звездами, плотными облаками молекулярного газа, пылью и другими объектами, расположенными вдоль нашей линии зрения.

Затем нижняя половина GCL располагается на фоне галактической плоскости. На радиоизображениях эта нижняя часть петли сливается с окружающим светом, из-за чего объект выглядит как открытая доля со стороны галактического центра, а не как замкнутый пузырь перед ним.

Крекель и ее коллеги по-новому взглянули на этот объект. Они использовали данные из обзора SDSS-V Local Volume Mapper, который создает подробные карты светящегося газа в Млечном пути путем измерения света, излучаемого в оптическом и инфракрасном спектре различными типами газа.

Одним из особенно полезных источников излучения оказалась ионизированная сера, имеющая более длинную, красную волну, которая способна проникать сквозь пыль эффективнее, чем излучение с более короткими волнами.

Это означает, что ионизированная сера из нижней части петли смогла просвечивать, наконец-то показав, что GCL представляет собой гораздо более обширную структуру, чем предполагали радионаблюдения.

Наблюдения за содержанием серы также помогли исследователям оценить расстояние до пузыря. Сравнив количество пыли, приглушающей свет пузыря, с подробными трехмерными картами пыли в Млечном пути, исследователи пришли к выводу, что он должен находиться всего в 6520 световых годах от Земли.

Сам пузырь представляет собой огромное облако водородного газа, светящееся под воздействием интенсивного ультрафиолетового излучения.

Хотя исследователям еще предстоит идентифицировать звезды, ответственные за образование пузыря, они считают, что он, вероятно, был сформирован более ранним поколением массивных звезд, родившихся в том же звездном яслях, подобно объекту, названному Петлей Барнарда.

В таких яслях часто находятся группы очень массивных звезд, которые живут очень недолго и заканчивают взрывами сверхновых. Эти взрывы могут разрушить полость в пылевых областях, где погибли звезды, создавая ударные волны на границе, которые затем запускают новую волну звездообразования.

Затем это новое поколение звёзд ионизирует газ, заставляя его светиться. С нашей точки зрения, край пузыря кажется самым ярким, поэтому он выглядит как петля, а не как трёхмерный объём пространства.

По словам исследователей, GCL имеет диаметр около 115 световых лет, что меньше знаменитой петли Барнарда на созвездии Ориона, но достаточно близок по масштабу, чтобы предположить, что обе структуры могли быть созданы одним и тем же процессом.

Это прекрасный пример детективной работы, демонстрирующий также, насколько эффективно Млечный Путь может маскировать свои особенности.

Даже в таком хорошо изученном регионе, как центр Млечного пути, то, что выглядит как доля и кажется долей, может оказаться ложным следом.