Химическая карта галактики позволила заглянуть в ранее незримые области Млечного Пути
С 1920-х годов ученые признали, что Солнце находится на краю одной из триллионов галактик во Вселенной. Однако выяснить структуру нашей галактики Млечный Путь было непросто.
Изучить структуру других галактик относительно легко, потому что мы можем смотреть на них с расстояния. Но в том, что касается нашей собственной галактики, дела обстоят сложнее: мы находимся внутри диска нашей галактики, примерно в 30 000 световых лет от края. Это очень затрудняет изучение многих деталей, кроме формы спиральных рукавов в непосредственной близости от Земли и того факта, что это спиральная галактика с перемычкой. Между тем, широкая дуга на дальней стороне галактики скрыта от нас напрямую из-за того, что ее заслоняют газ и пыль.
Чтобы узнать больше, Хокинс обратился к химической картографии, которая определяет местоположение объектов в галактике на основе их химического состава. Используя данные Многообъектного волоконно-оптического телескопа большой области неба (LAMOST) и космического телескопа Gaia, который предоставил информацию о химическом составе двух миллиардов объектов, ученый смог увидеть невидимое, используя только свет.
Хокинс искал особенно молодые звезды, которые отличаются своей металличностью или более высокими концентрациями элементов, более тяжелых, чем водород и гелий. Эти тяжелые элементы чаще встречаются в молодых звездах, чем в старых, потому что по мере старения Вселенной образуется больше этих элементов.
Первые звезды во Вселенной после Большого взрыва почти полностью состояли из водорода и гелия с добавлением нескольких микроэлементов. Но звездное ядро — это плавильная печь, переплавляющая более легкие элементы в более тяжелые в процессе термоядерного синтеза. Когда старые звезды умирали, особенно когда они взрывались как сверхновые, новые светила поглощали больше тяжелых элементов, доставшихся им от «предков». Поскольку новые звезды, как правило, формируются на передних кромках галактических спиральных рукавов, где газ и пыль концентрируются, словно проходящей волной, поиск их химических сигнатур раскрывает детали структуры рукава. Между тем отсутствие этих подписей свидетельствует о разрыве между руками.
«Важным выводом является то, что спиральные рукава действительно содержат больше металлов, — сказал Хокинс. — Это иллюстрирует ценность химической картографии в определении структуры и формирования Млечного Пути. Она может полностью изменить наше представление о Галактике».