Dodano: 05 luty 2019r.

Droga Mleczna zakrzywia się na krawędziach

Nowe badania wykazały, że kształt Drogi Mlecznej jest daleki od eleganckiego kształtu dysku. Dysk ten nie jest stabilny ani płaski i im dalej od jego centrum, tym staje się coraz bardziej odkształcony i wykręcony.

Z dużej odległości nasza galaktyka wyglądałaby jak cienki dysk gwiazd, które raz na kilkaset milionów lat okrążają centralny region. Ten masywny, centralny obszar, wraz z setkami miliardów gwiazd oraz z ogromną ilością ciemnej materii, dostarcza grawitacyjnego „kleju”, by utrzymać to wszystko razem.

Ale im dalej od centrum galaktyki, tym przyciąganie grawitacyjne słabnie. W odległym, zewnętrznym dysku Drogi Mlecznej, atomy wodoru tworzące większość gazowego dysku galaktyki, nie są już ograniczone do cienkiej płaszczyzny, ale nadają dyskowi wygląd podobny do litery S.

Często porównujemy Drogę Mleczną do naszej sąsiadki, Andromedy. Andromeda jest prawdopodobnie większa od naszej galaktyki, ale tak naprawdę obie są dość duże, obie są galaktykami spiralnymi i obie są w podobnym wieku.

 

Ponieważ żyjemy w Drodze Mlecznej, nie możemy faktycznie obserwować jej pełnego kształtu. Ale biorąc pod uwagę to, co wiemy o galaktykach w ogóle, można zaryzykować twierdzenie, że Droga Mleczna prawdopodobnie wygląda trochę jak Andromeda, z ładnymi uporządkowanymi ramionami spiralnymi. Jednak nie do końca tak jest.

Astrofizycy z Macquarie University w Australii oraz Chińskiej Akademii Nauk odkryli, że im dalej od centrum galaktycznego, tym Droga Mleczna jest bardziej wypaczona i powykręcana. Jej płaszczyzna nie jest linią prostą. Wyniki potwierdzających to badań ukazały się na łamach „Nature Astronomy”.

Do takich wniosków naukowców skłoniły nowe pomiary odległości do gwiazd w zewnętrznych regionach galaktyki – tzw. cefeidów. Klasyczne cefeidy to młode gwiazdy, które są od czterech do dwudziestu razy większe niż nasze Słońce i do 100 tys. razy jaśniejsze. Tak duże masy tych obiektów sugerują, że gwiazdy te żyją szybko i umierają młodo - niekiedy zaledwie w wieku kilku milionów lat. Ich cechą charakterystyczną jest to, że pulsują z dokładną częstotliwością, co obserwowane jest jako zmiany ich jasności. To pozwala astronomom obliczyć ich wielkość oraz w miarę dokładną odległości do tych gwiazd.

- Trudno jest określić odległość od Słońca do zewnętrznego gazowego dysku Drogi Mlecznej nie mając jasnego wyobrażenia o tym, jak ten dysk faktycznie wygląda – powiedział dr Chen Xiaodian z Chińskiej Akademii Nauk, główny autor publikacji. - Niedawno opublikowaliśmy nowy katalog dobrze znanych gwiazd zmiennych znanych jako klasyczne cefeidy, dla których można wyznaczyć odległości z dokładnością od 3 do 5 proc. – dodał.

Ta baza danych pozwoliła zespołowi opracować pierwszy, dokładny, trójwymiarowy obraz Drogi Mlecznej wraz z odległymi, zewnętrznymi regionami.

Dystrybucja klasycznych cefeid w wypaczonym dysku Mlecznej Drogi. Fot. Chen Xiaodian

- Ku naszemu zaskoczeniu odkryliśmy, że nasza trójwymiarowa kolekcja 1339 cefeid i dysk gazowy Drogi Mlecznej znajdują się bardzo blisko siebie. To daje nowy wgląd w proces formowania się naszej galaktyki - wyjaśnił prof. Richard de Grijs z Macquarie University w Sydney w Australii, współautor artykułu. – Co więcej, odkryliśmy, że w zewnętrznych obszarach Drogi Mlecznej dysk gwiazd przypominający literę S jest wypaczony w coraz bardziej skręconym układzie spiralnym – dodał.

Wnioski badaczy wydają się potwierdzać wcześniejsze obserwacje kilkunastu innych galaktyk, które również wykazywały podobnie skręcone spiralne wzory. - Łącząc nasze wyniki z innymi obserwacjami doszliśmy do wniosku, że wypaczony spiralny kształt Drogi Mlecznej jest najprawdopodobniej spowodowany przez oddziaływanie rotacyjne masywnej, wewnętrznej części dysku galaktyki  - powiedział dr Liu Chao, współautor publikacji.

- Precesja dysku zdaje się sugerować, że masywny dysk wewnętrzny Drogi Mlecznej mógł zmusić dysk zewnętrzny do podążania za jego obrotem, ale rotacja dysku zewnętrznego pozostaje w tyle - to powoduje skręcenie – wyjaśnił de Grijs.

 

Źródło: Chinese Academy of Science, EurekAlert!, fot. Chen Xiaodian