Используя комбинацию наблюдаемых звезд и реалистичную модель Млечного Пути, ученые из Института внеземной физики имени Макса Планка обнаружили новую структуру в нашей родной галактике. Сразу за пределами галактического бара (вытянутой структуры из звёзд и газа в галактическом диске) они обнаружили внутреннее кольцо богатых металлами звезд, которые моложе, чем звезды в баре. По возрасту звезд кольца можно предположить, что бар образовался не менее 7 миллиардов лет назад. Существование этого кольца делает вероятным, что звездообразование из притекающего газа играло важную роль в эти ранние эпохи.
Понимание глобальной структуры нашей собственной галактики осложняется тем, что мы находимся вблизи одного из ее спиральных рукавов в плоскости диска. Во многих направлениях звезды заслонены плотными облаками газа и пыли. Это особенно характерно для центра Млечного Пути, что делает внутреннюю структуру Млечного Пути особенно труднодостижимой. Тем не менее, за последнее десятилетие ученые из Института внеземной физики имени Макса Планка (MPE) смогли объединить данные различных наблюдательных кампаний со сложным компьютерным моделированием и создать современную модель внутреннего Млечного Пути: медленный бар с выпуклостью в форме арахиса.
Недавние исследования позволили получить множество новых данных о внутреннем Млечном Пути. APOGEE - это крупномасштабное спектроскопическое исследование звезд, проводимое в ближнем инфракрасном диапазоне длин волн. В отличие от оптического света, инфракрасный свет легче проникает сквозь пыль, что позволяет APOGEE обнаруживать звезды, расположенные в пыльных областях Млечного Пути, таких как диск и выпуклость, и определять не только их элементный состав, но и их положение, скорости в пределах прямой видимости и приблизительный возраст. Кроме того, амбициозная миссия Gaia составляет карту около миллиарда звезд, обеспечивая измерения позиционирования и собственного движения. Вместе оба обзора дают все необходимые наблюдательные ингредиенты для определения орбит звезд во внутренних регионах Млечного Пути. Все, что необходимо, - это реалистичный потенциал Млечного Пути для интеграции звезд. Он получается из модели внутреннего Млечного Пути, созданной учеными MPE.
"Мы объединили более 30 000 звезд из обзора APOGEE с дополнительными данными от Gaia в потенциале бар-балдже Млечного Пути, чтобы получить полные орбиты этих звезд", - объясняет Шола М. Уайли, аспирант MPE и ведущий автор исследования. "Благодаря этим орбитам мы можем эффективно наблюдать за галактической выпуклостью, а также за другими пространственными регионами, не охваченными исследованиями". Затем ученые использовали эти орбиты для построения карт звездной плотности, металличности и возраста для внутренней части Млечного Пути.
"Вокруг центрального бара мы обнаружили внутреннюю кольцевую структуру, которая более богата металлами, чем бар, и где звезды имеют более молодой возраст - около 7 миллиардов лет", - продолжает она. Хотя звездообразующие внутренние кольца были замечены в других дисковых галактиках, было неясно, есть ли в нашей родной галактике звездное внутреннее кольцо. Чтобы разделить звезды в кольце и барные структуры, ученые использовали эксцентриситет орбит, то есть насколько сильно орбита отклоняется от окружности. Они обнаружили не только то, что звезды в кольце моложе и богаче металлами, чем звезды в баре, но и то, что эти звезды более сконцентрированы в направлении галактической плоскости.
"Звезды в звездном кольце должны были продолжать формироваться из притекающего газа после того, как бар был на месте", - объясняет Ортвин Герхард, ведущий ученый в группе динамики MPE. Поэтому возраст звезд во внутреннем кольце можно использовать для изучения истории формирования Млечного Пути: по оценкам ученых, галактический бар образовался не менее 7 миллиардов лет назад.
Пока неясно, существует ли связь между недавно обнаруженным внутренним кольцом и спиральными рукавами галактики, и не вовлекается ли в настоящее время газ внутрь звездообразующего тонкого внутреннего кольца, как это наблюдается в других спиральных галактиках. Для лучшего понимания перехода от кольца к окружающему диску в Млечном Пути необходима дальнейшая работа, требующая дополненных моделей и дополнительных данных.
По информации https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=20220406192906
