Телескоп Subaru позволил обозначить границы нашей Галактики

Команда исследователей определила самый внешний край галактики Млечный Путь. С помощью телескопа Subaru астрономы изучили границу звездной системы, из которой состоит галактика. Максимальный размер галактики составляет 520 000 световых лет в радиусе, в 20 раз превышающем расстояние между галактическим центром и нашей солнечной системой (26 000 световых лет). Звезды, которые достигают этих крайних областей галактики во время своих орбитальных движений, представляют собой древние звездные популяции с возрастом 12 миллиардов лет. Знание точных пространств невероятно важно для понимания формирования Млечного Пути.

Галактика содержит широко распространенную гало-компоненту, в дополнение к яркому Млечному Пути в форме звездного компонента диска. Гало содержит около 1 миллиарда древних звезд и 150 шаровых скоплений, возраст которых составляет 12 миллиардов лет. Таким образом, гало содержит остатки долгоживущих звезд и звездных скоплений, которые сформировались на первой стадии галактики. Это говорит о том, что галактика была довольно большой в своем начале до формирования более позднего дискового компонента.

Исследование степени этого компонента гало в галактике похоже на определение внешней границы леса изнутри леса и наблюдение за деревьями. Другими словами, это трудная задача. Так называемые голубые горизонтальные ветви (BHB), а также переменные RR Lyr являются идеальными индикаторами для отслеживания компонента гало. И только потому, что они достаточно яркие, чтобы определить расстояние до них и от них. Однако галактика настолько велика, что невозможно определить следы гало, расположенные на внешней границе, с помощью 2,5–4-метровых телескопов.

Команда исследователей во главе с аспирантом Университета Тохоку Тетсуей Фукусимой и его научным руководителем Масаси Тибой использовала цифровую камеру Hyper Suprime-Cam (HSC) на телескопе Subaru диаметром 8,2 метра. Это позволило им запечатлеть отдаленные, очень слабые следы гало на внешнем краю галактики. Команда тщательно отобрала звезды BHB из данных текущей программы съемки (SSP: Subaru Strategic Program) относительно других загрязняющих веществ, имеющих сходные цвета, таких как так называемые голубые звезды-бродяги, белые карлики, квазары и далекие галактики.

Используя данные HSC-SSP, команда выявила пространственную плотность звезд BHB над гало галактики. Хотя эта плотность, как правило, уменьшается по мере удаления от галактического центра, команда обнаружила резкое падение плотности на расстоянии около 520 000 световых лет от центра галактики. Таким образом, команда наконец-то заметила самый дальний край галактики. Это примерно в 20 раз больше расстояния между нашей солнечной системой и центром галактики.

Двенадцать миллиардов лет назад произошло последовательное слияние небольших галактик, ограниченных гало темной материи. Ключом к пониманию этого является измерение распределения компонента гало для определения объема. Этот процесс слияния отличается от галактики к галактике. Сообщается, что у нашего соседа, галактики Андромеды, есть расширенный компонент гало в радиусе до 538 000 (как минимум) световых лет. Поэтому он систематически больше по сравнению с гало галактики. Исследователи планируют дополнительно составить карту этого древнего компонента галактики после окончательного завершения HSC-SSP.