Это не заноза: что на самом деле торчит из Млечного Пути

Не так давно Интернет облетела весть: из нашей родной галактики торчит заноза. Тут, конечно, впору обеспокоиться: где это Млечный Путь поранился? Не будет ли у него воспаления? Можно ли вытащить эту занозу или, быть может, она сама отвалится со временем? И вообще, как эта пикантная ситуация влияет на Галактику, в которой мы, между прочим, живем?

Наш бедненький Млечный Путь подцепил занозу. Срочно нужен межгалактический пинцет!

Однако заноза, как водится, в головах (точнее, в заголовках). Сами ученые озаглавили статью о своем интереснейшем открытии «Структура с большим углом закрутки в рукаве Стрельца». Но СМИ на подобную скромность и суховатость пойтить не могли: кто стал бы читать текст с таким скучным заголовком?

Между тем, плохая метафора подобна котенку с дверцей. Назвав обнаруженную структуру занозой, журналисты изрядно запутали читателя. Первоисточник этого недоразумения – пресс-релиз НАСА, где использовано слово splinter. Его можно перевести и как «заноза», но в данном случае имелась в виду длинная тонкая щепка, торчащая из доски. В пересказе некоторых русскоязычных изданий она превратилась в занозу, а уж занозы, как всем известно, торчат из пальцев! Что и наводит читателя на совершенно неуместную мысль, будто обнаруженная «заноза» – нечто чужеродное и опасное для Млечного Пути. На самом же деле – свое, родное, безопасное, но очень-очень интересное. Ибо это ни много ни мало первая крупная «неправильность» в структуре Млечного Пути. Впрочем, обо всем по порядку.

Лицом к лицу лица не увидать, большое видится на расстоянии. Есенин не был астрономом, изучающим нашу галактику, но суть затруднений ухватил точно. Есть избитое сравнение: попробуйте-ка составить карту Москвы, не покидая Красной площади. Вы просто не увидите большую часть города. Но увидели бы, поднявшись над ним на самолете. По этой же причине составить карту соседних галактик, которые мы видим со стороны, куда проще, чем нашей собственной.

Но астрономам еще труднее, чем топографам. Расстояние до высотки на горизонте можно хотя бы прикинуть на глаз, а попробуйте-ка на глаз угадать дистанцию до звезды! Далекое, но огромное светило может выглядеть так же, как близкое, но маленькое. В списке ярчайших звезд земного неба сразу за сверхгигантом Канопусом идет пара заурядных карликов Альфа Центавра А и B. У астрономов есть методы определения расстояний, но это кропотливая, трудная и далеко не всегда выполнимая работа.

В общем, создать карту Млечного Пути – та еще задачка. Даже тот факт, что наша галактика спиральная, стал известен только в середине XX века, а о числе рукавов этой спирали спорят до сих пор. На классических картах их четыре, но на новейших порой насчитывают и шесть.

Однако все эксперты согласны с существованием рукава Стрельца – одного из ближайших к Солнцу. Именно с него в 1950-х годах началось построение первой широко признанной карты, на которой Млечный Путь выглядел спиралью. Тогда астрономы определили расстояние до туманностей Лагуна, Орел, Тройная и некоторых других и пришли к выводу, что те являются частью спиральной структуры.

Туманности Орел, Омега, Тройная и Лагуна на снимках инфракрасного телескопа Spitzer. Фото: NASA/JPL-Caltech.

По иронии судьбы, теперь оказалось, что именно эта часть Галактики напрочь выбивается из спирали. Такие результаты принесли наблюдения инфракрасного телескопа Spitzer, недавно отправленного на покой, и оптической орбитальной обсерватории Gaia, специально предназначенной для определения расстояний и построения трехмерной карты Галактики. Выяснилось, что упомянутые туманности входят в структуру, беспардонно нарушающую спиральный узор. И это первое его сколько-нибудь крупное нарушение, обнаруженное в Млечном Пути.

Сопоставив данные «Спитцера» и «Гайи», исследователи обнаружили продолговатый «отросток». Он состоит из облаков газа и пыли, а также многих тысяч новорожденных звезд, рождающихся из этой материи. Эта структура действительно похожа на щепку: вытянутая и узкая – длина больше ширины в семь раз. Кстати, эта длина составляет около 3000 световых лет. Она достаточно велика, чтобы такая деталь была заметна на карте Млечного Пути. Но все-таки не стоит переоценивать ее масштаб: диаметр диска Галактики, по самым скромным оценкам, составляет сто тысяч световых лет, а по последним данным, может оказаться гораздо больше.

Эта «щепка» выглядит торчащей из рукава Стрельца. Именно торчащей: у самого рукава Стрельца угол закрутки равен 12°, а у этой структуры – целых 56°. (Угол закрутки определяет, насколько дуга спирали отличается от дуги окружности: для последней он равен нулю.) То есть обнаруженная деталь буквально выпирает из спирального рукава под большим углом. Подобные структуры давно известны в других спиральных галактиках, которые мы видим со стороны. Они называются шпорами (spurs), если состоят из звезд, и перьями (feathers), когда состоят из пыли. Но еще никогда ученые не находили таких украшений в Млечном Пути.

Называть этот отросток Галактики шпорой или пером – вопрос терминологии: в нем присутствуют и звезды, и пыль. Но это точно не заноза, впившаяся в рукав. Млечный Путь не получил ее извне (например, от другой галактики), а, по заветам товарища Огурцова, воспитал в своем коллективе. В Млечном Пути действительно есть звезды других галактик: наша звездная система в свое время проглотила множество соседей. Но эти объедки состоят из очень древних звезд, многие из которых старше 12 млрд лет (при возрасте Вселенной менее 14 млрд). А шпора в рукаве Стрельца состоит из звезд, на наших глазах рождающихся из газопылевых облаков.

Шпора в рукаве Стрельца галактики Млечный Путь. В каждой ее звездочке на схеме могут быть десятки или даже тысячи настоящих звезд. Фото: NASA/JPL-Caltech.

Мы не знаем, что заставило вещество Галактики отступить в этом месте от правильного спирального узора и сформировать прямой отросток. У специалистов, конечно же, есть головоломные теории на этот счет. Свою роль в образовании шпор и перьев могла сыграть и гравитация, и законы движения потоков газа, и магнитные поля, и все это вместе взятое. Но именно обилие теорий сигнализирует, что мы не знаем, как подобные структуры возникают на самом деле. Винить в этом ученых не стоит: смоделировать эволюцию целой галактики очень трудно. Слишком много у нее разнородных компонентов: и звезды, и газ, и таинственная темная материя, и все это причудливо взаимодействует между собой.

Но одно можно сказать точно: наличие этой шпоры ничем не угрожает Галактике, как дереву ничем не угрожает торчащий сучок. Отступление от спирального узора в этой небольшой области Млечного Пути стабильно и не будет расти со временем. Спираль вообще очень устойчивая штука: она неизбежно образуется в диске из газа и звезд, вращающемся определенным образом.

Впрочем, через несколько миллиардов лет (Солнце еще не успеет погаснуть) Млечный Путь ждет столкновение с галактикой Андромеды. Наши звездные системы сольются в одну, и, по расчетам ученых, она будет уже не спиральной, а эллиптической. Красивый узор спиральных рукавов исчезнет, а вместе с ним и все шпоры вместе с перьями. Печально, но факт.

Однако смерть когда-нибудь предстоит нам всем, а между тем обнаруженная шпора – просто находка для тех, кого интересует рождение, а именно – рождение звезд. До сих пор этот интереснейший процесс (которому мы, мыслящий термоядерный пепел, обязаны своим существованием) изучался с двух ракурсов: мы наблюдали формирование звезд поблизости от Земли и в других галактиках. Первое можно исследовать весьма подробно. Мы можем определить массы, скорости и химический состав отдельных звездных роддомов (или, на сухом профессиональном языке, областей звездообразования). Но при этом рискуем не увидеть за деревьями леса, не понять, как этот процесс влияет на галактику в целом. Наблюдая же звездообразование в других галактиках, мы «видим большое на расстоянии», но, увы, уже не различаем деталей.

Структура, найденная астрономами в рукаве Стрельца, дает долгожданный промежуточный масштаб. Она достаточно велика, чтобы имело смысл сравнивать эти наблюдения с межгалактическими, но находится достаточно близко, чтобы увидеть рождение звезд в деталях. А это значит, что эта шпора может пришпорить науку об образовании светил, а перо – записать новые истины.


Текст: Анатолий Глянцев. Научная статья: Astronomy & Astrophysics (Kuhn et al., 2021)

Все права на данный текст принадлежат нашему журналу. Если вам понравилось его читать и вы хотите поделиться информацией с друзьями и подписчиками, можно использовать фрагмент с активной ссылкой на эту статью. С уважением, Батрахоспермум.

Вас также могут заинтересовать статьи:
Когда Вселенная вспузырится
Пицца раскрывает тайны крыс-долгожителей
Сага о двух Сириусах в настоящем, а также в прошлом и в будущем

Комментарии:

Высказать свое мудрое мнение