Астрономы создали 3D-карту космической пыли в Млечном Пути
Пыль не только может придать звездам красноватый оттенок, но и сделать их более тусклыми, словно небесные тела уже погибли. Это похоже на то, как смотреть через грязное стекло. Ученые из Института астрономии Макса Планка (MPIA), Сянъюй Чжан и Грегори Грин, создали трехмерную карту с точной детализацией свойств пыли в галактике. Исследование было опубликовано в журнале Science.
Космическая пыль не поглощает и не рассеивает свет равномерно на всех длинах волн, что дает возможность астрономам изучить ее. Вместо этого частички пыли сильнее поглощают свет на более коротких волнах (ближе к синему концу спектра) и слабее — на более длинных (ближе к красному концу). Эта зависимость может дать информацию не только о составе пыли, но и о ее окружении, например, о количестве и свойствах излучения в разных участках космического пространства.
Исследователи использовали данные миссии Gaia Европейского космического агентства (ЕКА), которая длилась 10,5 лет и была направлена на получение точной информации о расположении миллиарда звезд в Млечном Пути и в ближайших галактиках.
В данных, полученных в июне 2022 года, ученые обнаружили 130 миллионов спектров, которые подходили для изучения межзвездной пыли. Однако они имели низкое разрешение, то есть деление волн по длинам было довольно грубым. Чтобы решить эту проблему, астрономы использовали данные высокоточных спектроскопических наблюдений LAMOST, проведенного Национальными астрономическими обсерваториями Китая.
Чжан и Грин обучили нейронную сеть генерировали спектры на основе данных характеристик и свойств пыли. Затем астрономы сравнили созданные модели с 130 миллионами спектров от Gaia и использовали статистический метод, чтобы подробно изучить космическую пыль, находящуюся на пути к звездам.
Новые данные позволили не только создать точную трехмерную карту межзвездной пыли, но и обнаружить их неожиданное свойство. Раньше считалось, что кривая затухания звезды должна становиться менее зависимой от длины волны в областях с высокой плотностью пыли. Однако ученые выяснили, что она, наоборот, становится более крутой, то есть свет на коротких волнах поглощается гораздо сильнее, чем на длинных.
Астрономы считают, что это явление связано с ростом концентрации полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) — органического соединения, распространенного в межзвездной среде. Исследователи предполагают, что эти молекулы даже могли сыграть роль в возникновении жизни — именно этим вопросом ученые хотят заняться в дальнейших исследованиях.