У Млечного Пути всё же четыре спиральных рукава

Вопреки недавним «заявлениям» «Спитцера», у нашей Галактики не два, а четыре крупных рукава, как и считалось. Но и наблюдения космического телескопа нельзя сбрасывать со счетов: он показал, какие именно рукава научились «обкрадывать» своих соседей, отбирая созданные ими звёзды.

Первое относительно детальное обследование нашей Галактики при помощи радиотелескопов было предпринято в 1950-х. Выявив расположение разбросанных по Млечному Пути облаков газа, позволяющих рождаться новым звёздам, астрономы обнаружили четыре крупных спиральных рукава. С тех пор так и считалось: их именно четыре, и до 2008 года эта точка зрения была незыблемой.

Чёрный кружок — местоположение Солнца, а две чёрные линии исключают из наблюдений центр Галактики, обработка которого вместе с рукавами по ряду причин сильно осложнена. (Здесь и ниже иллюстрации J. S. Urquhart et al.)

Но в 2008-м космический телескоп «Спитцер», по велению НАСА изучающий небо в инфракрасном диапазоне, нашёл следы лишь двух спиральных рукавов. Это был сюрприз, во многом неприятный: теоретическая картина нашего космодома в двух диапазонах должна быть идентичной, расходясь лишь в деталях.

Отчего так вышло? «Спитцер» искал сравнительно холодные звёзды малой массы — вроде нашего Солнца и даже меньше. Это основная часть звёздной популяции, но её недостатки как объекта наблюдения очевидны: такие звёзды трудно заметить с большой дистанции или среди окружающих их облаков газа и пыли. Поэтому, несмотря на то что космическому телескопу удалось отыскать следы 110 млн звезд, бóльшая их часть располагалась там, где их было легче наблюдать.

Новое исследование, которое возглавлял Джеймс Уркарт (James Urquhart) из Института радиоастрономии Общества Макса Планка (Германия), затрагивало лишь 1 650 массивных звёзд. Их мало, потому что обычно такой объект живёт лишь с десяток миллионов лет, в тысячу раз меньше, чем Солнце, и в 100 000 раз — чем маломассивные красные карлики. Астрономы выбрали именно эту категорию светил, поскольку при столь малом жизненном сроке они, по сути, не имеют возможности сменить ПМЖ и мигрировать в другой спиральный рукав Галактики, так как для этого нужно хотя бы несколько десятков миллионов лет.

«Звёзды малых масс существуют куда дольше массивных и вращаются вокруг центра Галактики множество раз, постепенно рассеиваясь по её диску. Гравитация двух наиболее массивных звёздных рукавов, выявленных «Спитцером», смогла сгруппировать большинство светил именно в них, но не в других рукавах, — объясняет Мелвин Хоар (Melvin Hoare) из Лидского университета (Великобритания). — Однако во всех четырёх рукавах газ достаточно плотен, чтобы образовывать массивные звёзды».

Молодые яркие звёзды показали, что у Галактики всё же четыре рукава.

Длительное наблюдение за 1 650 такими объектами с помощью радиотелескопов по всему миру принесло плоды: все четыре спиральных рукава были подтверждены в своих правах, оказавшись реально существующими и с похожей интенсивностью производящими новые звёзды. Таким образом, картина мира, созданная астрономами старшего поколения, в целом сохранилась, хотя и серьёзно модифицировалась: массивность двух доминирующих рукавов оказалась настолько высокой, что они фактически захватывают звёзды, созданные другой парой, и тем самым весомо влияют на их распределение в разных районах галактического диска.

Любые исследования численности светил в Галактике должны принимать во внимание эту неравномерность в распределении долгоживущих звёзд и вытекающее из неё существование более или менее плотного звёздного населения в основных рукавах Млечного Пути.

Отчёт об исследовании вскоре появится в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, а с его препринтом можно ознакомиться здесь.

Подготовлено по материалам Лидского университета. Изображения на заставках принадлежат Shutterstock (1 и 2).