Где именно находится край Млечного Пути? На этот вопрос ответить сложнее, чем можно было бы ожидать. Поскольку мы находимся внутри самой галактики, очевидно, трудно определить «край» с самого начала. Но ситуация еще больше усложняется, когда речь заходит об определении того, что вообще представляет собой край — плотность галактики просто уменьшается по мере удаления от центра. Однако в новой статье исследователи из Мальтийского университета считают, что у них есть ответ. «Края» можно определить как область звездообразования, и в своей статье, опубликованной в журнале Astronomy & Astrophysics, они очень четко показывают, что этот «край» находится на расстоянии от 11,28 до 12,15 килопарсеков (или около 40 000 световых лет) от центра.
Однако даже найти эту границу оказалось непростой задачей. Исследователям пришлось проанализировать возраст более 100 000 гигантских звезд на основе данных нескольких различных обзоров, включая APOGEE-DR17, LAMOST-DR3 и Gaia. В этих данных они обнаружили интересную историю об эволюции положения звезд в галактике и их возрасте.
Эту зависимость можно представить в виде U-образной кривой. В данном случае ось Y — это возраст, а ось X — расстояние от центра галактики. Картинка (или график в данном случае) стоит тысячи слов, но словами это просто означает, что звезды, расположенные ближе к центру галактики, старше, постепенно молодеют до определенной точки, а затем снова начинают стареть. Эта «определенная точка», по мнению авторов, является концом области звездообразования в галактике и, следовательно, «краем» галактики.
Так почему же U-образная кривая? На это есть несколько причин. Ближе к черной дыре в центре галактики было гораздо больше газа и пыли, что приводило к более раннему звездообразованию и, следовательно, к появлению более старых звезд. Дальше от нее газ и пыль более рассеяны, гравитационное притяжение, которое в конечном итоге приводит к звездообразованию, происходит медленнее. Следовательно, звезды становятся все моложе и моложе по мере приближения к «краю».
Но что происходит за этой границей? Почему там всё ещё есть звёзды и почему они старше? Простой ответ заключается в том, что внешние области за «краем» галактики населены мигрирующими звёздами, которые образовались в области звёздообразования, а затем по той или иной причине были вытолкнуты за её пределы. Согласно статье, двумя основными причинами этой миграции являются гравитационные силы самих спиральных рукавов, или «центральный перемычка», которая может вызывать выброс звёзд из области звёздообразования галактики.
Таким образом, хотя внутренние области галактики состоят из более старых звезд, внешние области также состоят из них, поскольку они мигрировали туда на протяжении миллиардов лет. Но почему существует четкая «граница» звездообразования на расстоянии 40 000 световых лет? В статье предлагаются три причины.
Во-первых, это внешний резонанс Линдблада в центральной перемычке галактики, который может нарушать поток газа, удерживая его внутри галактики. Во-вторых, это «галактическое искривление» плоскости галактики на этом расстоянии, дополнительно рассеивающее газ на большей площади. Третье объяснение заключается в том, что сам газ может просто стать слишком разреженным, чтобы охладиться и аккрецировать в области звездообразования.
Эти особенности имеют интересные последствия для самой галактики. Они четко определяют Млечный Путь как дисковую галактику типа II (с искривлением звёзд вниз), разделяя этот профиль примерно с 60% подобных галактик в локальной Вселенной. Но, возможно, что еще важнее, это помогает нам понять более широкую часть истории самого Млечного Пути. Мы можем четко определить, где заканчивается продуктивная молодость Млечного Пути и начинаются его обширные, более тихие окраины. И простое знание этого делает нас более связанными с ближайшими соседями нашей Солнечной системы, независимо от их возраста.
