Спиральные галактики, к коим относится и наша, обычно представляются нам как относительно спокойные объекты, звезды в которых вращаются вокруг центров галактик, не совершая каких-либо лишних движений. Однако, это не так. Как минимум, не всегда так.
В последние десятилетия астрономы выяснили, что диски многих спиральных галактик на самом деле имеют небольшой изгиб, наподобие того, что часто можно увидеть у картофельных чипсов. Это наблюдается примерно у 50-70% спиральных галактик.
Млечный Путь до недавнего времени был в этом смысле не изучен, но не потому, что он какой-то особенный, а потому, что мы находимся внутри него практически в плоскости галактического диска. Мы не можем поглядеть на ближайшую к нам галактику сбоку и еще очень долго не сможем. Может быть — тысячи лет, а может и миллионы. А наблюдения изнутри, особенно — обработка результатов, очень трудоемки и требуют высокоточных инструментов и больших вычислительных мощностей: нужно измерять расстояния до звезд и потом сопоставлять их. А звезд в нашей галактике порядка полутриллиона.
Тем не менее, астрономы, участвующие в проекте Sloan Digital Sky Survey, посвященном именно высокоточному картографированию объектов видимой части Вселенной, решили заняться этой проблемой.
Для измерения расстояния до звезд использовались данные космического телескопа Gaia. Этот аппарат, находящийся на орбите вокруг Солнца, в точке Лагранжа, способен с очень высокой точностью измерять параллакс звезд (т. е. фактически — расстояние до них) и их радиальную скорость.
Не менее важной частью работы стало определение химического состава звезд по их спектрам. Для этого использовался 2.5-метровый телескоп обсерватории Apache Point Galactic Evolution Experiment (APOGEE). За десятилетие работы этот агрегат наблюдал несколько сотен тысяч звезд.
Сопоставив данные двух инструментов ученые смогли составить трехмерную карту Млечного Пути, на которой обозначены сами звезды (не все, конечно, но только наблюденные), направления и скорости их движения, а также химический состав. Именно это является целью проекта, поиск изгибов диска приоритетом исследователей, в общем-то, не был.
Тем не менее полученная картина оказалась в этой части очень наглядной и убедительной. Астрономы пришли к выводу, что диск Млечного Пути искривлен примерно так же, как и диски множества других галактик.
Искривление диска Млечного Пути. (c) SDSS
Более того, это искривление вращается вокруг оси нашей галактики с периодом около 440 миллионов лет. Здесь близость к объекту изучения сыграла в нашу пользу. Для других галактик обычно нельзя рассчитать элементы движения отдельных звезд — они слишком далеко, а для Млечного Пути это оказалось возможным.
«Представьте, что вы находитесь на трибуне футбольного стадиона, и толпа начинает махать рукой», - говорит Синьлун Ченг из Университета Вирджинии, ведущий автор исследования. «Все, что вам нужно сделать, это встать и сесть, но в результате волна обходит весь стадион. То же самое и с галактическим искривлением - звезды движутся только вверх и вниз, но волна распространяется по всей галактике ".
Результаты работы команды ученых были представлены на 237-м собрании Американского астрономического общества.
