Большое Магелланово Облако формирует Млечный Путь так, как мы только начинаем понимать

Самый большой ближайший спутник нашей галактики — Большое Магелланово Облако (БМО), карликовая галактика, видимая невооруженным глазом в Южном полушарии.

В последние годы новые теоретические исследования и лучшие возможности наблюдения научили астрономы много говорят о нашем (не таком уж маленьком) соседе.

Становится все более очевидным, что БМО помогает формировать эволюцию Млечного Пути.

«Долгое время считалось, что наша галактика живет тихой жизнью отшельника, а ближайший «большой» сосед — Андромеда, находящаяся примерно в 800 килопарсеках», — говорит Евгений Васильев из Кембриджского университета.

«Но с растущим осознанием того, что БМО довольно массивна, и из-за своеобразного «исторического момента» (она только что прошла около перицентра своей орбиты, где ее скорость и ответный эффект, который она оказывает на Млечный Путь, максимальны), мы больше не можем игнорировать возмущения нашей Галактика, которую он вызывает.»

Масса БМО составляет 10-20 процентов от массы нашей собственной галактики, и к ней стоит относиться серьезно. Астрономы считают, что она находится на своей первой орбите вокруг Млечного Пути.

До начала этой орбиты она была самостоятельной спиральной галактикой. Взаимодействие с Млечным Путем исказило его спиральные рукава, хотя у него все еще есть прочная центральная перемычка, свидетельствующая о его прежней структуре.

Млечный Путь тоже изменился в результате взаимодействия. Например, звезды и звездные потоки, ближайшие к БМО, отклонились от своих орбит, и в Млечном Пути также произошли более крупные структурные изменения.

Потому что Млечный Путь не является жестким, а скорее состоит из из звезд, пыли, газа и горных пород различной плотности части галактики, расположенные ближе к БМО, пострадали больше, чем удаленные части.

Конечным результатом стала тонкая, но значительная деформация в форме галактики, особенно во внешних областях.

Астрономы должны иметь возможность увидеть доказательства этих изменений, но это непростая задача. Изучать форму нашей родной галактики сложно, в значительной степени потому, что мы не можем сделать снимок всего Млечного Пути так, как мы можем сделать снимок далекой галактики.

«Жить внутри нашей собственной Галактики действительно благом и проклятием для астрофизика», — сказал Васильев Universe Today.

«С одной стороны, мы можем измерять трехмерные положения и скорости миллионов звезд с высокой точностью. , благодаря астрометрическому спутнику Gaia и многочисленным дополнительным наземным спектроскопическим обзорам. Мы можем только мечтать об этом с далекими галактиками, где у нас нет «информации о распределении звезд вдоль луча зрения».

С другой стороны, Млечный Путь блокирует нам обзор большей части самого себя: межзвездная пыль отфильтровывает свет в плотных областях галактики, скрывая информацию от глаз. Более того, самые дальние уголки галактики слишком удалены, чтобы их можно было определить и обзоры скоростей, такие как Gaia, чтобы быть точными.

Поэтому исследователям необходимо полагаться на модели, чтобы заполнить пробелы: они делают прогнозы об отдаленных частях галактики на основе того, что мы знаем о более близких частях .

Но из-за этого трудно четко увидеть влияние БМО на Млечный Путь. Если в моделях есть небольшая ошибка — например, даже 5-процентное завышение расстояний — это исказит нашу картину Млечного Пути и замаскирует возмущения, вызванные БМО.

Тот факт, что это сложно не означает, что астрономы сдаются. Размер и близость БМО означают, что его возмущения в нашей родной галактике должны быть весьма значительными. Но как их найти?

Отчасти ответ может заключаться в самых последних данных Gaia, которые показали своеобразный «полосатый» узор в положении и скорости звезд в галактическом гало Млечного Пути. Гало — это сферическая область, окружающая галактический диск и содержащая звезды с гораздо меньшей плотностью, чем более густонаселенный диск.

Считается, что эти полосатые узоры — следы, оставленные давно умершими галактиками, которые слились с Млечным Путем в древнем прошлом, как гипотетическая галактика Гея-Энцелад.

Когда БМО проходил рядом с Млечным Путем в недавнем прошлом, он должен был оставить искажения в этих полосах, и это то, что надеются найти такие астрономы, как Васильев.

Гало — идеальное место для наблюдения, потому что низкая плотность региона делает его более восприимчивым к изменениям, вызванным пролетом БМО, чем внутренние области галактики.

На самом деле наша Солнечная система и плотные области галактического диска в какой-то степени невосприимчивы к искажениям БМО.

Эти области Млечного Пути компактны, поэтому, когда БМО проходил , каждая звезда сместилась на одинаковую величину. Это не оставило бы после себя никаких видимых искажений.

Васильев говорит, что помогает думать о притяжении БМО к Млечному Пути так же, как мы думаем о притяжении Луны к Земле: «Изолированное озеро не нет приливов, — объясняет он, — но они есть во всем океане, потому что гравитационная сила Луны меняется в зависимости от ее пространственного размера». но в огромном галактическом гало эффекты становятся гораздо более очевидными.

«Чем дальше мы уходим, тем более важными становятся дифференциальные сдвиги», — говорит Васильев.

В апреле Васильев публикует обзор современного состояния знаний о влиянии БМО на Млечный Путь. Несмотря на то, что в последние годы был достигнут прогресс, еще многое предстоит узнать, а новые данные Gaia прокладывают путь для создания более совершенных моделей.

Что касается будущего Млечного Пути и БМО, они, в конечном счете, на пути к столкновению. БМО сольется с Млечным Путем через несколько миллиардов лет, увеличив массу и металличность гало Млечного Пути.

Конечно, это драматическое событие будет лишь предвестником еще более крупного слияния. ибо Млечный Путь, как и Галактика Андромеды, в этот момент будет на последнем сближении с нами.

Если в этой истории и есть мораль, так это то, что ни одна галактика не является островом. Соседи Млечного Пути помогают формировать его прошлое, настоящее и будущее, и астрономы стараются учитывать эти эффекты при изучении нашей родной галактики.

Эта статья изначально была опубликовано изданием Universe Today. Прочтите исходную статью.