Астрономи роками міркували, чому диск нашої галактики — Молочного Шляху — викривлений. Дані, отримані за допомогою космічного апарата «Гайя» (Gaia), вказують на те, що це спотворення, можливо, спричинене зіткненням з іншою, меншою галактикою. Це зіткнення, що триває досі, приводить до появи бриж, як камінь, кинутий у воду, спричиняє появу на її поверхні хвиль. Брижі від зіткнення поширюються через галактичний диск.
З кінця 1950-х років астрономи знають, що диск Молочного Шляху, де міститься більшість з кількох сотень мільярдів зір Галактики, не плоский, а дещо вигнутий вгору з одного боку і вниз з іншого. Протягом багатьох років вони обговорювали, що спричинило цю деформацію. Було запропоновано ріжні теорії, зокрема вплив міжгалактичного магнітного поля чи гало темної матерії, великої кількості невидимої субстанції, що, згідно з сучасними даними спостережень, оточує галактики. Якщо таке гало має неправильну форму, його гравітаційна сила могла зігнути галактичний диск.
Деформована зіткненням ділянка галактичного диска робить один оберт навколо центра Галактики за час в межах від 600 до 700 мільйонів років. Нашій материнській зорі, тобто Сонцю (показане в анімації як маленька жовта точка), потрібно лише 220 мільйонів років, щоб обійти свою орбіту. Відео з сайту www.esa.int.
Завдяки унікальному дослідженню понад одного мільярда зір у нашій галактиці, Gaia може надати ключ до розгадки цієї таємниці. Група науковців на підставі аналізу другого випуску даних підтвердила попередні здогади, що ця деформація не статична й з плином часу змінює свою орієнтацію. Астрономи називають це явище прецесією. Його можна порівняти з коливанням дзиґи, коли її вісь обертається.
Ба більше, швидкість, з якою деформована ділянка змінюється, набагато вища, ніж очікувалося, Зміна деформації швидша, ніж це мало відбуватися під впливом міжгалактичного магнітного поля чи гало темної матерії. Це вказує на те, що деформацію спричинило щось інше. Щось більш потужне, наприклад, зіткнення з іншою галактикою.
«Ми вимірювали швидкість деформації, порівнюючи дані з нашими моделями. Зважаючи на отримане значення швидкості, деформована ділянка завершила б один оберт навколо центру Молочного Шляху за час від 600 до 700 мільйонів років», — сказала Елоїза Пожжіо (Eloisa Poggio) з Туринської астрофізичної обсерваторії (Італія), головний автор дослідження, результати якого оприлюднив журнал Nature Астрономія. «Це набагато швидше, ніж ми очікували, зважаючи на прогнози інших моделей, зокрема тих, що розглядають вплив несферичного гало».
Швидкість деформованої ділянки, однак, менша, ніж швидкість, з якою зорі рухаються навколо галактичного центра. Наприклад, Сонце завершує один оберт приблизно за 220 мільйонів років.
Такі уявлення стали можливими лише завдяки безпрецедентній здатності місії «Гайя» картографувати нашу галактику в трьох координатах (в 3D), точно визначати положення понад мільярда зір на небесній сфері й вимірювати їхні відстані від Землі. Схожий зовні на летючу тарілку телескоп також вимірює швидкість, з якою рухаються окремі зорі, що дає змогу астрономам «крутити» фільм з історії Молочного Шляху назад і вперед протягом мільйонів років.
«Це схоже на те, як спробувати виміряти швидкість і напрямок руху наявного автомобіля за дуже короткий проміжок часу, а потім, зважаючи на ці значення, намагатися моделювати його минулу й майбутню траєкторію», — сказав Рональд Дріммель (Ronald Drimmel), астроном-дослідник з Туринської астрофізичної обсерваторії та співавтор статті в Nature Астрономія. «Якщо ми зробимо такі вимірювання для багатьох автомобілів, ми зможемо моделювати потік руху. Аналогічно, вимірюючи видимі рухи мільйонів зір, ми можемо моделювати великі масштабні процеси, такі як рух деформованої ділянки Галактики».
Астрономи ще не знають, яка галактика може спричинити брижі, ні коли почалося зіткнення. Один із претендентів — карликова галактика Стрільця, що обертається навколо Молочного Шляху, і яка, як вважають, проникала крізь диск Молочного Шляху кілька разів у минулому. Астрономи вважають: наша галактика поступово поглине галактику Стрільця і що цей процес вже відбувається.
Карликова галактика Стрільця на зображенні «все небо», отриманому за допомогою космічного зонда «Гайя». Фото з сайту www.esa.int.
«За допомогою Gaiaми вперше отримали багато даних про величезну кількість зір, рух яких виміряно так точно, що ми можемо спробувати зрозуміти великомасштабні рухи в Галактиці та моделювати історію її формування», — сказав заступник наукового керівника місії GaiaЙос де Брюйне (Jos de Bruijne). «Це щось унікальне. Це справді революція від Gaia».
Хоча разючі деформація та її прецесія проявляють себе у галактичному масштабі, науковці запевняють, що ці явища не впливають помітно на життя на нашій планеті.
Будова нашої галактики Молочний Шлях. Фото з сайту www.esa.int.
«Сонце лежить на відстані 26 000 світлових років від центра Галактики, де амплітуда деформації дуже мала», — сказала Елоїза. «Наші вимірювання стосувалися здебільшого зовнішніх частин галактичного диска, на відстані 52 000 світлових років від галактичного центра й далі».
Раніше «Гайя» виявила докази зіткнень між Молочним Шляхом та іншими галактиками у недалекому та далекому минулому, прояви яких все ще можна спостерігати в особливостях руху великих груп зір через мільярди років після подій.
Тим часом космічний апарат, що виконує місію шостий рік поспіль, продовжує сканувати небо. Водночас загальноєвропейський консорціум науковців опрацьовує та аналізує дані, що постійно надходять на Землю. Астрономи у всьому світі з нетерпінням чекають на наступні два випуски даних Gaia. Один із них має вийти в 2020 році, а другий — у другій половині 2021 р. Ці дані дозволять вирішити досі нерозкриті таємниці Галактики, яку ми називаємо своєю домівкою.
За інф. з сайту www.esa.int підготував І. Крячко
