Новая карта звезд показывает, что Малое Магелланово Облако расширяется

Наши галактические соседи испытывают трудности в своих отношениях. Согласно новому исследовательскому письму, которое будет опубликовано в журнале Astronomy and Astrophysics, взаимодействия между Большим и Малым Магеллановыми Облаками далеки от мирных. ММО расширяется и находится вне равновесия из-за взаимодействий с БМО.

Магеллановы Облака — это две крупнейшие и наиболее известные спутниковые галактики Млечного Пути. Хотя исследования показывают, что обе они формируются под воздействием гораздо более массивного Млечного Пути и в конечном итоге сольются с ним, пара неправильных карликовых галактик также вовлечена в свои собственные гравитационные игры. Астрономы знают о газовом мосте, соединяющем два облака, и о том, как в нем формируются звезды. Но это исследование показывает, что в их продолжающихся взаимодействиях есть нечто большее.

Исследовательское письмо называется "Обзор VMC. LV. Согласованное расширение ММО", а ведущим автором является Шриприя Вияясри, аспирант Лейбницкого института астрофизики в Потсдаме. VMC в названии обозначает Обзор VISTA Магеллановых Облаков.

VISTA — это инфракрасный обзорный телескоп в Чили. Это крупнейший в мире телескоп, посвященный обзорам в ближнем инфракрасном диапазоне (NIR). Хотя атмосфера Земли блокирует большую часть инфракрасного света, существуют несколько окон на определенных длинах волн NIR, и VISTA использует их. VMC является одним из шести крупных обзорных проектов VISTA.

VMC изучает несколько аспектов Магеллановых Облаков, включая собственные движения звезд. Он многократно пересматривает одни и те же области в облаках на протяжении многих лет, что позволяет отслеживать миллионы отдельных звезд, когда они движутся по небу. Это создает лучшее общее понимание кинематики ММО с течением времени.

"Здесь мы исследуем двумерную звездную кинематику ММО, чтобы понять динамические эффекты этих взаимодействий, используя увеличенный временной интервал в 6−11 лет из данных VISTA Обзора Магеллановых Облаков (VMC) релиза 7," пишут авторы. "Мы получаем собственные движения с трехкратным улучшением точности по сравнению с предыдущими исследованиями, основанными на данных VMC."

"Обзор VMC был разработан для картирования Магеллановых Облаков с беспрецедентной детализацией в инфракрасном свете, позволяя астрономам заглянуть сквозь пыль и изучать звездные популяции, охватывающие широкий диапазон возрастов," сказала профессор доктор Мария-Роза Чиони, главный исследователь VISTA. "Последний релиз данных VMC расширяет наблюдательный временной интервал до 11 лет, что позволяет получать гораздо более точные измерения движений звезд, чем в предыдущих исследованиях."

ММО имеет общее движение, которое астрономы называют его массовым системным движением. Это то, как оно движется как согласованная, гравитационно связанная единица. Но отдельные звезды также имеют свои собственные движения, называемые их собственными движениями. Нахождение этих остаточных собственных движений потребовало удаления массового системного движения ММО из наблюдений VISTA.

"Сначала мы строим карту остаточной скорости, вычитая системное движение ММО из наблюдаемых собственных движений," объясняют исследователи в своем письме. "Затем мы подгоняем и удаляем линейный градиент скорости из этого остаточного поля, получая градиентно-корректированную остаточную карту, которая подчеркивает маломасштабные кинематические подсистемы."

Работа показывает, что ММО расширяется под влиянием своего более крупного соседа. "Впервые для всех звездных популяций карта остаточных собственных движений показывает расширение в юго-восточном и северо-западном направлениях, что согласуется с приливными силами, вызванными БМО, которые можно обнаружить даже в центральных регионах," объясняют исследователи.

Галактики обычно вращаются согласованно, и хотя вращение ММО наблюдается как необычное, загрязненное некоторыми случайными движениями и потоком звезд, астрономы считали, что она все же ведет себя как вращающийся диск. Но это исследование показывает иное.

"Результаты показывают крупномасштабное приливное расширение по всей галактике Малого Магелланова Облака и ставят под сомнение давние предположения о том, что Малое Магелланово Облако ведет себя как вращающийся диск," сказал ведущий автор Вияясри в пресс-релизе. "Исследование показывает, что внутренние движения звезд в Малой Магеллановой Облаке доминируют не упорядоченным вращением, а гравитационными возмущениями, вызванными многократными столкновениями с БМО на протяжении миллиардов лет."

"Когда я впервые увидел результаты, я был действительно поражен качеством измеренных движений звезд," сказал соавтор исследования доктор Флориан Нидерофер из AIP. Объединив наблюдения, которые были сделаны на временном интервале более десяти лет, мы смогли картировать внутреннюю кинематику Малого Магелланова Облака с уровнем детализации, который является выдающимся для наблюдений с Земли."

Звезды в ММО движутся наружу со скоростью около 17 км в секунду. Это скромная скорость в астрономических терминах, но она значительна для ММО. Поскольку ММО является карликовой галактикой, она не очень массивна по сравнению с другими галактиками. В результате ее скорость убегания может составлять всего 60 км в секунду. Звезды не совсем убегают из ММО, но за миллиарды лет они могут в конечном итоге сбежать или деформировать галактику.

Результаты показывают, что ММО является сложной структурой, испытывающей гравитационное влияние своих более крупных соседей. У нее отсутствует согласованное вращательное движение, и даже звезды в ее внутренних областях движутся наружу. Результаты также показывают, что разные популяции звезд движутся по-разному. Старые красные гиганты в ММО движутся на север, что указывает на то, что они произошли от гораздо более старого взаимодействия.

"Динамика ММО крайне сложна, как подтверждают многочисленные исследования, включая настоящее," пишут исследователи. "Недавние анализы подчеркнули, что простые модели вращающегося диска недостаточны для описания наблюдаемой кинематики, вывод, который явно поддерживается нашими результатами, которые выявляют сильные признаки неравновесия даже в внутренних регионах."