Новый взгляд на бар в центре Млечного Пути

Астрономы почти 80 лет назад признали, что Галактика Млечный Путь, является огромной спиральной галактикой. Это не очевидно, когда смотришь на полосу звезд на небе, поскольку мы находимся внутри галактики. Но последние десятилетия астрономы подозревают, что в центре нашей галактики имеется вытянутая звездная структура, или бар, скрытый пылью и газом от наблюдения. Многие спиральные галактики во Вселенной, как известно, имеют такой бар в центре, а некоторые спиральные галактики, являются простыми спиралями. И астрономы спрашивают, почему? В недавней работе д-р Андреа Кундер (Andrea Kunder), из Межамериканской обсерватории Серро-Тололо (Cerro Tololo Inter-American Observatory, CTIO); в северной части Чили, и группа коллег представили данные, которые демонстрирует, как этот бар вращается.

В рамках более широкого исследования Bulge Radial Velocity Assay (BRAVA), команда, собранная доктором Р. Майклом Ричем (R. Michael Rich ) в UCLA, измерила скорости большой выборки старых красных звезд вблизи центра Галактики. Они сделали это, наблюдая спектры звезд, называемых М-гиганты, скорость которых может быть определена по лучу зрения. За 4 года было получено почти 10 тысяч спектров с помощью четырехметрового телескопа Blanco CTIO, расположенного в чилийской пустыне Атакама, в результате ученые располагают крупнейшей однородной выборкой лучевых скоростей, по которым можно изучать ядро Млечного Пути. Анализ движения звезд подтверждает, что выпуклость в центре нашей галактики, по-видимому, состоит из массивного бара, с одним концом, указывающим практически в направлении Солнца, который вращается подобно твердому телу. Хотя наша галактика вращается вокруг центра, как вертушка, со звездами в рукавах галактики, исследование BRAVA показало, что вращение внутреннего бара является цилиндрическим, подобно держателю туалетной бумаги. Этот результат является большим шагом вперед в объяснении образования сложной центральной области Млечного Пути.

Весь набор 10000 спектров сравнивался с компьютерным моделированием того, как бар сформировался из существовавшего диска звезд. Разработал модель Доктор Джантэй Шен (Juntai Shen) из Шанхайской обсерватории. Данные очень хорошо вписываются в модель, что может свидетельствовать о существовании до образования нашего бара, массивного диска звезд. Это отличается от стандартных представлений, согласно которым центральная область нашей галактики сформировалась из хаотического слияния газовых облаков в ранний период истории Вселенной. Газ играет роль, но, как представляется, для формирования массивного вращающегося диска, который затем превратился в бар за счет гравитационного взаимодействия звезд.

Звездные спектры также позволяют команде ученых проводить анализы химического состава звезд. Хотя все звезды состоят в основном из водорода, с небольшим количеством гелия, это следы всех других элементов периодической таблицы, называемых астрономами "металлами", которые позволяют нам что-то сказать об условиях, при которых звезда образовалась. Команда BRAVA обнаружила, что звезды близкие к плоскости Галактики, имеют более низкое соотношение металлов, чем у звезд, находящихся дальше от плоскости. Хотя это подтверждает стандартные представления, данные BRAVA охватывают значительную область выпуклости. Нанеся на карту, как металлическое содержание звезд меняется на протяжении всего Млечного Пути, звездное формирование и развитие можно расшифровать, как карту концентраций углекислого газа в различных слоях антарктического льда, показывающую древние погодных условия.