Различие важно; астрономы развиваются, теории звездных движений к не только понимают, как звезды в нашей галактике перемещаются сегодня, но также и как наша сформированная галактика и развивается. Млечный путь сформирован как спираль, с областью звезд в центре, известном как «бар», из-за его формы.
Посреди этого региона есть «выпуклость», которая расширяется вертикально.В новой работе Элис Квиллен, преподаватель астрономии в Университете Рочестера, и ее сотрудники создала математическую модель того, что могло бы происходить в центре Млечного пути. В отличие от Солнечной системы, куда большая часть гравитации прибывает из Солнца и проста смоделировать, намного более трудно описать поле тяготения около центра Галактики, где миллионы звезд, обширных облаков пыли и даже темной материи циркулируют о. В этом случае Квиллен и ее коллеги рассмотрели силы, действующие на звезды в или около выпуклости.
Поскольку звезды вращаются в их орбитах, они также двигаются выше или ниже самолета бара. Когда звезды пересекают самолет, они получают немного толчка, как ребенок на колебании. В пункте резонанса, который является пунктом определенное расстояние от центра бара, выбор времени толчков на звездах таков, что этот эффект достаточно силен, чтобы заставить звезды в этом пункте переместиться вверх выше выше самолета. (Это похоже, когда ребенок на колебании был выдвинут немного каждого раза и в конечном счете качается выше.) Эти звезды выдвинуты из края выпуклости.Резонанс в этом пункте означает, что звезды подвергаются двум вертикальным колебаниям в течение каждого орбитального периода.
Но какова наиболее вероятная форма промежуточных орбит? Исследователи показали посредством компьютерных моделирований, что орбиты, имеющие форму раковины арахиса согласовываются с эффектом этого резонанса и могли дать начало наблюдаемой форме выпуклости, которая также похожа на раковину арахиса.В следующем месяце Европейское космическое агентство запустит космический корабль Gaia, который разработан, чтобы создать 3D карту звезд в Млечном пути и их движениях.
Эта 3D карта поможет астрономам лучше понять состав, формирование и эволюцию нашей Галактики.«Трудно оглянуться назад в прошлое нашей галактики и знать то, что было там, но моделирования могут дать нам ключ к разгадке», объяснил Квиллен. «Используя мою модель я видел, что со временем резонанс с баром, который является тем, что приводит к этим орбитам специфической формы, перемещается за пределы. Это может быть тем, что произошло в нашей Галактике».«Gaia произведет огромные объемы данных – на миллиардах звезд», сказал Квиллен.
Эти данные позволят Квиллену и ее коллегам ловко обходить их модель далее. «Это может привести к лучшему пониманию того, как Млечный путь, возможно, развился в форму, которую он имеет сегодня».Квиллен объяснил, что есть различные модели относительно того, как галактическая выпуклость была сформирована. Астрономы интересуются обнаружением, сколько бар замедлял со временем и надувала ли выпуклость «внезапно или медленно».
Понимание распределений скоростей и направлений движения (скорости) звезд в баре и выпуклости могло бы помочь определить эту эволюцию.«Одно из предсказаний моей модели – то, что есть острое различие в скоростных распределениях внутри и снаружи резонанса», сказал Квиллен. «Внутри – ближе в галактический центр – диск должен быть надувшимся, и у звезд там были бы более высокие вертикальные скорости.
Gaia измерит движения звезд и позволит нам искать изменения в скоростных распределениях, таких как они».Чтобы быть в состоянии произвести модель для орбит звезд в выпуклости, Квиллен должен был включить в различные переменные.
Она сначала должна была понять то, что происходит в области резонанса, который зависит от скорости сменяющего друг друга бара и массовой плотности бара.«Прежде чем я мог смоделировать орбиты, мне был нужен ответ на то, что я думал, был простой вопрос: каково распределение материала во внутренней галактике?» Квиллен сказал. «Но это не было чем-то, что я мог просто искать. К счастью мой сотрудник Сэнджиб Шарма смог выручить».Шарма разработал, как скорость круглых орбит изменилась с расстоянием от галактического центра (названный кривой вращения).
Используя эту информацию, Квиллен мог вычислить массовую плотность в местоположении резонанса, в котором она нуждалась для своей модели.Квиллен также смог объединить новые модели орбиты со скоростью бара (который вращается), чтобы получить более усовершенствованную оценку массовой плотности 3 000 световых годов из центра Галактики (приблизительно одна восьмая расстояния от центра Галактики к Земле), который является, где край выпуклости.
И там не длинно теперь, чтобы ждать теперь Gaia, чтобы начать собирать данные. Время запуска Гэйы установлено в течение 9:12 GMT 19 декабря и будет течься живое на Портале ЕКА.