Уявіть, що ви стоїте посеред величезного темного будинку й намагаєтеся скласти його план, не маючи змоги вийти назовні. Приблизно в такому становищі перебувають астрономи, коли досліджують Чумацький Шлях: Земля розташована всередині галактики, а далекі зорі та її рукави закривають хмари космічного пилу.
Неочікувану допомогу науковцям надали три потужні вибухи в далеких галактиках. Їхнє рентгенівське світло пройшло крізь Чумацький Шлях, розсіялося на пилу й утворило кільця, за якими вдалося точніше виміряти відстані до зовнішніх спіральних рукавів. Результати дослідження опублікував журнал Astronomy & Astrophysics.
З’ясувалося, що Зовнішній рукав і Зовнішній рукав Щита—Центавра розташовані до 10% далі, ніж показували поширені моделі Чумацького Шляху. Відстань до рукава Персея водночас збіглася з попередніми оцінками.
Як вибух перетворився на космічну рулетку
Гамма-спалахи — це надзвичайно яскраві й короткі викиди енергії, що виникають далеко за межами нашої галактики. Після них у космосі поширюється потужне рентгенівське випромінювання.
Коли це світло проходить крізь хмару пилу в Чумацькому Шляху, частина променів рухається до Землі прямо, а частина трохи відхиляється. Розсіяне світло долає довший шлях, тому потрапляє до телескопа із запізненням.
На рентгенівських знімках воно виглядає як кільце навколо місця спалаху. З часом кільце розширюється. Знаючи швидкість його розширення та час затримки світла, науковці можуть за допомогою геометрії вирахувати відстань до пилової хмари.
«Це дуже прямий спосіб, який спирається лише на геометрію, точно вимірювати відстані до спіральних рукавів Чумацького Шляху», — пояснила керівниця дослідження Беатріче Вая.
Принцип нагадує звичайне відлуння. Якщо крик повернувся швидко, перешкода розташована близько. Якщо звук ішов довше — стіна або гора далі. У космосі роль звуку виконує рентгенівське світло, а замість стіни виступають хмари міжзоряного пилу.
Найдальшу хмару знайшли за 62 тисячі світлових років
Команда опрацювала спостереження трьох гамма-спалахів, зафіксованих у 2003, 2016 та 2022 роках. Дані зібрали рентгенівські космічні обсерваторії XMM-Newton Європейського космічного агентства та Chandra NASA.
Особливо корисним виявився GRB 221009A — найяскравіший гамма-спалах за всю історію спостережень. Він створив одразу кілька помітних рентгенівських кілець.
Найвіддаленіша виявлена пилова структура лежить приблизно за 19 кілопарсеків, або майже 62 тисячі світлових років від Землі. Похибка вимірювання становить близько одного відсотка — надзвичайно мало для такої відстані.
Раніше розташування віддалених рукавів часто визначали за швидкістю руху газу та моделями обертання галактики. Але на її околицях такі розрахунки стають менш надійними. Новий метод дозволяє вимірювати відстань безпосередньо, використовуючи форму світлових кілець.
Точніша карта допоможе краще зрозуміти, як розподілена маса Чумацького Шляху, як обертається його диск, де утворюються нові зорі та яку роль у зовнішніх районах галактики відіграє темна матерія.
Читайте також: як виникає «парад планет» і чому небесні тіла здаються вишикуваними в одну лінію
Найцікавіші відкриття про космос і світ — поруч із вами.
Читайте більше на Telegram-каналі Субота Онлайн та на сторінці у Facebook.
