Звездным гало «Млечного Пути» в астрономии называют облако звезд, которое окружает диск галактики (в ее структуре мы находимся). Недавние исследования показали, что оно не имеет округлую форму и неоднородное, в чем были убеждены астрономы на протяжении многих десятилетий.
В прежнем представлении, закрепившемся в сознании астрофизиков, это диффузное облако имело форму сферы, имитирующую футбольный мяч. Из этого исходили исследователи физики астрочастиц и характера темной материи, пронизывающей нашу галактику. Последние наблюдения американских ученых доказывают, что звездное гало напоминает своей вытянутой формой скорее мяч для игры в регби и к тому же наклонено под определенным углом.
Гало «Млечного Пути» является видимой нам частью наиболее обширного гало. Подобные астрофизические объекты представляют особый интерес для ученых, занимающихся изучением так называемой темной материи. Эта форма, недоступная прямому наблюдению, преобладает в пространстве гало. Обнаружить ее присутствие можно лишь по силе тяготения, которую она создает в окружающем пространстве. Понимание пока скрытой от человека сущности и характера темной материи могло бы объяснить процессы рождения и взаимодействия галактик.
К каким выводам пришли исследователи?
Значимость исследования галактических ореолов трудно переоценить, поэтому они постоянно привлекали внимание исследователей. Ученым долгое время не удавалось убедительно обосновать гипотезы, относящиеся к форме гало, в котором мы находимся. Проблема состояла в том, что мы, как наблюдатели, располагаемся внутри этого скопления звезд.
Границы его разбросаны на расстояние в сотни тысяч световых лет как выше, так и ниже плоскостей звезд в галактике, ей принадлежит и наша «Солнечная система». По этой причине в некоторых аспектах намного легче исследовать и описывать внешние галактики, чем свою собственную.
Еще одним фактором, который создает проблемы ученым, является то, что изучаемое звездное гало по структуре весьма диффузно. В нем находится около 1% от общей массы звезд, находящихся в нашей галактике. При наблюдении астрономам также бывает проблематично отличить, попали ли в поле их зрения звезды других галактик или же звезды, населяющие «Млечный Путь». Однако с течением времени эту задачу удалось успешно решить. Дело в том, что звезды, собравшиеся в нашей галактике, отличаются особым химическим составом. Измерять его позволяют современные приборы, предназначенные для спектроскопических исследований.
В ходе последних исследований принимались во внимание астрофизические данные, которые удалось получить сравнительно недавно. В них звездное гало было описано так подробно, чего ранее не было.
Первый комплект данных поступил с европейского спутника «Гея», который уже практически десять лет с большой точностью фиксирует положение, передвижение и расстояния между различными звездами «Млечного Пути», в том числе и светил непосредственно в гало.
Второй пакет сформирован из обсерватории Ф. Уиппла, расположенной в американском штате Аризона. Hectochelle in the Halo at High Resolution – это исследование, проведенное с поверхности Земли, в ходе которого были сделаны детальные наблюдения за многими звездными объектами (ранее их не смог рассмотреть спутник Gaia).
Полученные данные позволили астрономам сделать вывод, что распределение звезд внутри гало отличается неравномерностью. Это приводит к тому, что в местах с плотностью, значительно превышающей среднюю, появляются своеобразные звездные «кластеры». Цель изучения таких скоплений – установление того, как сформировалось звездное гало, какими процессами это было вызвано. После объединения всех имеющихся данных и создания на их основе гибкой модели, стало понятно, что форма гало определенно не похожа на сферу.
Как возникло гало?
Сделанный учеными вывод вполне согласуется с широко распространенной теорией происхождения звездного гало «Млечного Пути». Причиной является столкновение нашей галактики и одинокой карликовой галактики, которое произошло за 10 млрд. лет ранее. Крошечная по сравнению с нашей галактика не выдержала катаклизма, в результате распалась на отдельные части. Входившие в нее звезды рассеялись по бесконечным просторам и таким образом создали наше гало. Предложенная гипотеза помогает объяснить отличие химического состава звезд гало от тех звезд, которые изначально появились в «Млечном Пути».
Прекратившая свое существование галактика получила шуточное название «Сосиска Гея-Энцелад». Gaia (Гея) напоминает о миссии «Европейской астрономической ассоциации», «сосиской» она названа по сходству формы, в которой представлены данные спутника «Гея». «Энцелад» – это имя мифологического греческого персонажа, погребенного под Сицилией. Ровно так же «крошечная» галактика GSE исчезла в безмерных пространствах «Млечном Пути».
Полученные учеными результаты говорят также о том, что своей продолговатой формой наклонное гало обязано столкновению галактик. Скорее всего, «Сосиска Гея» до своего поглощения нашей галактикой успела на прощание два раза обойти ее. Во время движения по орбите она «притормаживала» в самых удаленных от центра «Млечного Пути» точках, которые в науке обозначаются термином «апоцентры».
Это замедление скорости движения стало причиной рассеяния множества звезд в тех местах, где «Сосиска Гея» задерживалась. Наличие наклона гало объясняется тем, что столкновение большой и маленькой галактик произошло не под прямым углом. Представленный исследователями видеоролик наглядно показывает, как гало галактики оказалось в конечном итоге не только вытянутым, но и приобрело определенный наклон.
Загадка темной материи
Согласно мнению физика Чарли Конроя (США), можно говорить о том, что теперь под углом расположено и само галактическое гало, и гало темной материи. Это открытие расширяет возможность для нахождения элементов темной материи в лабораторных условиях.
Неоднородность гало и наличие внутри него участков, имеющих наиболее высокую плотность, позволяет наиболее точно определять координаты в структуре такого таинственного вещества, как темная материя. По мере продвижения нашей планеты по «Млечному Пути» будут встречаться области скопления частиц темной материи с высокой скоростью и плотностью. Знание механизма протекающих процессов существенно увеличит вероятность их обнаружения и дальнейшего описания.
Темная материя продолжает оставаться, пожалуй, самым загадочным элементом Вселенной. Исследования в этом направлении открывают новые перспективы в поисках ответов на многочисленные вопросы об открывающемся взору жителей Земли участке неба – «Млечном Пути».