Что расположено на окраине галактики: Шаровое скопление на окраине Галактики стало загадкой для ученых

Земля > Млечный Путь > Ланиакея

Наука

9816

Поделиться

 Международная команда астрономов во главе с доктором Р.Брентом Талли (R. Brent Tully) из Гавайского университета в США решила, что наша родная галактика Млечный Путь живет в недавно обнаруженном сверхскоплении галактик, получившим название «Ланиакея» (Laniakea), или — «Необъятное небо».

Кусочек «галактики галактик» Ланиакея (Laniakea) в супергалактической экваториальной плоскости. Изображение: DP / CEA / Saclay, France.

Сверхскопления считаются крупнейшими структурами в известной нам Вселенной.

Они состоят из групп, таких, как наша собственная Местная Группа, которая включает десятки галактик и массивных скоплений, содержащих, в свою очередь, сотни галактик, взаимосвязанных в паутине усиков.

Хотя эти структуры связаны между собой, они имеют слабо обозначенные границы.

Чтобы уточнить космическую картографию, доктор Талли и его коллеги предложили новый способ оценки этих масштабных галактических структур путем изучения их влияния на движение галактик, сообщает sci-news.com.

Используя радиотелескопы для отображения скорости галактик во всей нашей локальной Вселенной, астрономы смогли определить области космоса, в которых доминирует каждое сверхскопление.

По словам исследователей, наша родная Галактика — Млечный Путь-  находится на окраине одного такого сверхскопления под названием «Ланиакея» (Laniakea — что по-гаввайски значит «Необъятное небо»).

Это название отсылает нас к полинезийским лоцманам, которые использовали свои знания о небе в морских путешествиях по необъятному Тихому океану.

«Мы, наконец, установили контуры, которые определяют сверхскопление галактик, которое мы можем назвать нашим домом», сказал д-р Талли, который является ведущим автором статьи, опубликованной в журнале «Nature» 4 сентября 2014 года («R. Brent Tully et al. 2014. The Laniakea supercluster of galaxies. Nature 513, 71–73; doi: 10.1038/nature13674»).

Данное сверхскопление галактик имеет в диаметре 522 миллиона световых года и обладает массой 100, 000,000, 000,000,000 (one hundred million billion) солнц, распространяющихся на сотню тысяч галактик.

Вот как команда Талли откартировала наше «домашнее» сверхскопление галактик:

Подписаться

Авторы:

Что еще почитать

Что почитать:Ещё материалы

В регионах

  • Секрет мягкой и сочной печени: вот чем нужно посыпать кусочки перед обжариванием

    9630

    Калмыкия

  • Развожаев: Киев попытался повторить теракт семилетней давности

    8116

    Крым

    Фото: //t. me/razvozhaev/

  • Смертельное ДТП под Симферополем: внедорожник на бешеной скорости влетел в «КАМАЗ»

    5674

    Крым

    Фото: соцсети, kianews24.ru

  • В пензенской школе №70 учитель заставил детей засовывать галстуки в рот

    4582

    Пенза

  • Самое страшное место в Дзержинском районе Ярославля так и останется страшным

    4038

    Ярославль

  • Как постирать пуховик, чтобы не осталось разводов и комков: простой способ

    3457

    Калмыкия

В регионах:Ещё материалы

Голодная черная дыра, пожирающая звезду, может быть недостающим звеном эволюции Вселенной

  • Пол Ринкон
  • Научный редактор, BBC News

Подпишитесь на нашу рассылку ”Контекст”: она поможет вам разобраться в событиях.

Автор фото, ESA/Hubble, M. Kornmesser

Подпись к фото,

Черная дыра «засветилась», когда стала пожирать оказавшуюся рядом звезду (рисунок художника)

Команда астрономов обнаружила самые веские на сегодняшний день свидетельства существования класса черных дыр, до сих пор остававшихся неуловимыми.

Этот класс черных дыр средней массы считается самым любопытным, поэтому ученые были так воодушевлены, когда одна из них выдала свое существование, начав пожирать звезду, которая оказалась слишком близко к ней.

Наблюдать черные дыры непосредственно невозможно, и ученые делают выводы об их существовании и устройстве косвенными методами.

Черные дыры средней массы в первую очередь интересны тем, что считаются недостающим звеном в понимании процесса эволюции звезд.

«Черные дыры средней массы — очень скрытные объекты, поэтому прежде чем установить, что мы имеем дело именно с ней, так важно тщательно рассмотреть и отсечь все иные возможные объяснения тому, что мы обнаружили, — говорит руководитель исследовательской группы, доктор Дачэн Линь из Университета Нью-Гэмпшира. — Именно это и позволил нам сделать телескоп «Хаббл» в случае с нашим кандидатом».

Еще в 2006 году рентгеновская орбитальная обсерватория НАСА «Чандра» и рентгеновский космический телескоп Европейского космического агентства XMM-Newton заметили мощную вспышку космического излучения, получившую название 3XMM J215022.4−055108.

Природа этой вспышки, по словам доктора Линя, подразумевала всего два возможных варианта: это была либо отдаленная (за пределами нашей Галактики) черная дыра средней массы, пожирающая звезду, либо охлаждающаяся нейтронная звезда в нашей Галактике».

Нейтронные звезды, по современным представлениям, это сжатые до крохотного размера останки бывшей звезды, возникшие после ее взрыва.

  • «Звездный монстр»: ученые обнаружили огромную черную дыру, которая не должна существовать
  • Взрыв невиданной силы потряс космос. Такого не было со времен Большого взрыва
  • Черная дыра и соцсети: что говорят о сенсационном открытии ученых
  • «Пушистая черная дыра». Последняя работа Стивена Хокинга опубликована посмертно

Автор фото, NASA GSFC/Jeremy Schnittman

Подпись к фото,

Черные дыры могут обладать разными размерами; класс среднемассивных дыр считается самым редким (рис. художника)

  • Черная дыра — это область пространства-времени, сила гравитации в которой настолько велика, что покинуть ее не могут никакие объекты или волны, в том числе свет
  • Несмотря на название, черная дыра на самом деле не пуста изнутри. Напротив, она заполнена огромной массой материи, сжатой в небольшом объеме, что создает огромную силу притяжения
  • Вокруг черной дыры располагается область, называемая горизонтом событий. Это воображаемая граница в пространстве, «точка невозврата», после пересечения которой вырваться из гравитационной ловушки уже невозможно

Чтобы понять, с каким из двух возможных вариантов они имеют дело, астрономы направили на источник рентгеновской вспышки космический телескоп «Хаббл».

Телескоп позволил с высокой степенью уверенности утверждать, что источник вспышки находился не в области Млечного пути, а исходил от отдаленного и плотного скопления звезд на окраинах другой галактики. Именно в таком месте астрономы и ожидали обнаружить черную дыру средней массы.

По словам доктора Линя, телескоп «Хаббл» практически подтвердил это предположение. Сверхмассивные черные дыры часто располагаются в центрах галактик. К примеру, у нашей родной галактики Млечный путь есть своя сверхмассивная дыра под названием Стрелец А*.

Автор фото, NASA / ESA / D. LIN (UNH)

Подпись к фото,

Обнаруженная черная дыра (обведена кружком) находится на окраине отдаленной галактики

Автор фото, ESA

Подпись к фото,

Фото рентгеновской вспышки было обнаружено среди тысяч снимков, сделанных орбитальной обсерваторией XMM-Newton (рисунок художника)

Обнаружить черные дыры средней массы намного сложнее. Их гравитация не настолько мощная — а значит, и активность доступных для наблюдения космических процессов значительно ниже. К тому же располагаются они в областях с довольно разреженной материей: проще говоря, поблизости редко попадаются звезды, которые можно было бы притянуть и поглотить — а именно этот процесс рождает мощную вспышку рентгеновского излучения.

По сути астрономам нужно было буквально поймать такую черную дыру с поличным, когда она пожирает случайную звезду.

В поисках подходящего кандидата доктор Линь и его коллеги просмотрели тысячи снимков, сделанных обсерваторией XMM-Newton. Рентгеновское свечение раздираемой на части звезды позволило им установить массу этой черной дыры, которая в 50 тыс. раз превосходит массу нашего Солнца.

Автор фото, NASA

Подпись к фото,

Источник рентгеновской вспышки и, соответственно, саму черную дыру, удалось установить с помощью телескопа «Хаббл»

Ученым и раньше попадались кандидаты на звание черной дыры средней массы, но, по словам доктора Линя, пример с пожиранием звезды стал самым убедительным. Между тем эти черные дыры могут дать ключ к пониманию эволюции их самих и космоса в целом.

К примеру, исследователей очень интересует вопрос, образуются ли со временем сверхмассивные черные дыры из дыр средней массы, постепенно увеличиваясь в размерах. Астрономы также хотят понять, как формируются дыры средней массы и часто ли они возникают в плотных скоплениях звезд, подобно этой.

«Изучение зарождения и эволюции черных дыр средней массы в итоге объяснит, как в центрах крупных галактик появились сверхмассивные черные дыры», — убеждена коллега доктора Линя из Университета Тулузы, доктор Натали Уэбб.

Взгляд на окраину Млечного Пути

Изучение крупномасштабной структуры Млечного Пути затруднено, учитывая, что мы застряли в его недрах, а это значит, что мы не можем сделать шаг назад для общего обзора нашего дома. Вместо этого недавнее исследование использует далекие переменные звезды, чтобы наметить картину того, что происходит на окраинах нашей галактики.

Картографирование с помощью трассеров

Фазовая кривая блеска двух звезд типа RR Лиры в выборке авторов, каждая из которых содержит сотни наблюдений за 7 лет. [Коэн и др. 2017]

Поскольку невозможно наблюдать за Млечным Путем снаружи, мы должны проявить творческий подход к картированию его внешних областей и измерению его общей массы и содержания темной материи. Одним из инструментов, используемых астрономами, являются трассеров : легко идентифицируемые звезды, которые можно рассматривать как безмассовые маркеры, движущиеся только в результате галактического потенциала. Картирование местоположений и движений трассеров позволяет нам измерять более крупные свойства галактики.

RR Звезды Лиры — маломассивные переменные звезды, из которых получаются особенно хорошие трассеры. Они предсказуемо пульсируют во временном масштабе менее суток, создавая характерные кривые блеска, которые можно легко различить и отследить в широкопольных оптических изображениях в течение длительных периодов времени. Их яркость делает их заметными на больших расстояниях, а их синий цвет помогает отделить их от загрязняющих звезд на переднем плане.

Лучше всего то, что звезды типа RR Лиры очень похожи на стандартные свечи: расстояние до них можно точно определить, зная только их измеренные кривые блеска.

Расположение на небе нескольких сотен звезд RR Лиры внешнего гало в исходной выборке авторов. Красная кривая показывает расположение потока Стрельца, упорядоченной структуры, которой авторы избегали, чтобы в их выборке были только неассоциированные звезды. [Коэн и др. 2017]

Отдаленные переменные

В новом исследовании под руководством Джудит Коэн (Калифорнийский технологический институт) сигналы сотен далеких звезд типа RR Лиры были идентифицированы в наблюдениях транзиентных объектов, сделанных с помощью обзора Palomar Transient Factory (PTF). Затем Коэн и его сотрудники продолжили работу с телескопом Keck II на Гавайях, чтобы получить спектры для более узкой выборки из 122 звезд типа RR Лиры.

Звезды в выборке находятся на колоссальных расстояниях ~150 000–350 000 световых лет от нас. Для сравнения, мы находимся на расстоянии около 25 000 световых лет от центра галактики, а звездный диск галактики, как считается, имеет диаметр всего около 100 000 световых лет, поэтому эти переменные звезды прочно лежат во внешнем гало Млечного Пути. Спектры звезд показывают их лучевую скорость, предоставляя нам точные измерения того, как движутся объекты во внешнем гало.

Больше места в пригороде?

Гистограмма с расстоянием для ~450 звезд RR Лиры в более широкой выборке авторов. Когда авторы включают свои оценки полноты своей выборки, наилучшее соответствие масштабируется с расстоянием как r -4 , показанным красной линией. [Коэн и др. 2017]

После сообщения об измеренной ими дисперсии скоростей, которую можно использовать для более точных оценок общей массы Млечного Пути, Коэн и его коллеги обсуждают звездную плотность, полученную по их выборке. Они обнаружили, что плотность звезд во внешнем ореоле Млечного Пути зависит от расстояния до них в 9 раз.0011 р -4 . Это похоже на падение плотности, которое мы измерили во внутреннем ореоле, и противоречит некоторым исследованиям, предсказавшим гораздо более резкое падение звездной плотности в самых отдаленных областях Млечного Пути.

Работа, представленная в этом исследовании, имеет большое значение для построения нашего представления о внешнем гало галактики. Будущие каталоги, такие как каталог Pan-STARRS RR Lyrae, и предстоящие исследования, такие как LSST, также должны значительно увеличить размер выборки трассеров и точность измерений, что позволит нам наносить на карту окраины Млечного Пути.

Цитирование

Judith G. Cohen et al 2017 ApJ 849 150. doi:10.3847/1538-4357/aa9120 9009 галактика переменная 0 звезды Млечный Путь

Взгляд на окраину Млечного Пути

NASA/ADS

Взгляд на окраину Млечного Пути

  • Колер, Сюзанна
Аннотация

Изучение крупномасштабной структуры Млечного Пути затруднено из-за того, что мы застряли в его недрах, а это значит, что мы не можем сделать шаг назад для общего обзора нашего дома. Вместо этого в недавнем исследовании используются далекие переменные звезды, чтобы составить карту того, что происходит на окраинах нашей галактики. Картографирование с помощью Tracers Кривая блеска с фазовой сверткой для двух звезд типа RR Лиры в выборке авторов, каждая из которых содержит сотни наблюдений за 7 лет. годы. [Коэн и др. 2017] Поскольку наблюдение за Млечным Путем извне невозможно, мы должны проявить творческий подход к картированию его внешних областей и измерению его общей массы и содержания темной материи. Одним из инструментов, используемых астрономами, являются трассеры: легко идентифицируемые звезды, которые можно рассматривать как безмассовые маркеры, движущиеся только в результате галактического потенциала. Картирование местоположений и движений трассеров позволяет нам измерять более крупные свойства галактики. Звезды типа RR Лиры — это маломассивные переменные звезды, из которых получаются особенно хорошие трассеры. Они предсказуемо пульсируют во временном масштабе менее суток, создавая характерные кривые блеска, которые можно легко различить и отследить в широкопольных оптических изображениях в течение длительных периодов времени. Их яркость делает их заметными на больших расстояниях, а их синий цвет помогает отделить их от загрязняющих звезд на переднем плане. Лучше всего то, что звезды RR Лиры очень похожи на стандартные свечи: расстояние до них можно точно определить, зная только их измеренные значения. кривые блеска. Расположение на небе нескольких сотен звезд RR Лиры внешнего гало в исходной выборке авторов. Красная кривая показывает расположение потока Стрельца, упорядоченной структуры, которой авторы избегали, чтобы в их выборке были только неассоциированные звезды. [Коэн и др. 2017] Удаленные переменные В новом исследовании под руководством Джудит Коэн (Калифорнийский технологический институт) сигналы сотен далеких звезд типа RR Лиры были идентифицированы в наблюдениях за переходными объектами, сделанных с помощью обзора Palomar Transient Factory (PTF). Затем Коэн и его сотрудники использовали телескоп Keck II на Гавайях, чтобы получить спектры более узкой выборки из 122 звезд типа RR Лиры. Для сравнения, они находились на расстоянии около 25 000 световых лет от центра галактики, а звездный диск галактики, как полагают, имеет ширину всего около 100 000 световых лет, поэтому эти переменные звезды прочно лежат во внешнем гало Млечного Пути. Спектры звезд показывают их лучевую скорость, предоставляя нам точные измерения того, как движутся объекты во внешнем гало. Больше пространства в пригородах? Гистограмма с расстоянием для 450 звезд RR Лиры в более широкой выборке авторов. Когда авторы включают свои оценки полноты своей выборки, наилучшее соответствие масштабируется с расстоянием как r-4, показанным красной линией. [Коэн и др. 2017] После сообщения об измеряемых ими дисперсиях скоростей, которые можно использовать для более точных оценок общей массы Млечного Пути, Коэн и его сотрудники обсуждают звездную плотность, предполагаемую их выборкой. Они обнаружили, что плотность звезд во внешнем ореоле Млечного Пути зависит от расстояния до них как r-4. Это похоже на падение плотности, измеренное нами во внутреннем гало, и противоречит некоторым исследованиям, предсказавшим гораздо более резкое падение звездной плотности в самых отдаленных областях Млечного Пути. построение нашего представления о внешнем гало галактики. Будущие каталоги, такие как каталог Pan-STARRS RR Lyrae, и предстоящие обзоры, такие как LSST, также должны значительно увеличить размер выборки трассеров и точность измерений, что позволит нам составить карту окраин Млечного Пути.