זרועות שביל החלב עשויות להימתח רחוק יותר ממה שחשבנו
על ידי התבוננות באור מההתפוצצויות העוצמתיות ביותר ביקום המקפיץ את ענני האבק בזרועות הספירלה של שביל החלב, אסטרונומים גילו שהגלקסיה שלנו עשויה להתרחב רחוק יותר ממה שחשבו בעבר, ולשנות הערכות לגבי המסה והמבנה שלה.
באמצעות נתונים ממצפה רנטגן צ'אנדרה של נאס"א ו-XMM-Newton של סוכנות החלל האירופית, צוות חוקרים ביצע מדידות מדויקות של מרחקים לענני אבק בזרועות הספירליות של שביל החלב. ה תוצאותשפורסם בכתב העת Astronomy & Astrophysics, חשף כי זרועות הספירלה החיצוניות בשביל החלב מרוחקות בכ-10% מכפי שאסטרונומים חשבו בעבר.
"ההבדלים קטנים, אבל כל עדכון של המרחקים האלה חשוב כי הם כל כך בסיסיים להבנת הגלקסיה שלנו", אמרה אילריה פורנסיירו, סטודנטית לדוקטורט בתוכנית משותפת בין Scuola Universitaria Superiore IUSS Pavia ואוניברסיטת טרנטו באיטליה ומחברת שותפה של המחקר החדש. הַצהָרָה.
ידיים מתוחות לרווחה
שביל החלב משתרע ברוחב של כ-100,000 שנות אור, ומכיל 100 עד 400 מיליארד כוכבים. המבנה הספירלי שלו נשלט על ידי זרועות גחמניות העוטפות את הקצוות של פס מרכזי של כוכבים בלבו. מערכת השמש שלנו ממוקמת על אחת מזרועות הספירלה של הגלקסיה בערך באמצע הדרך מהמרכז.
מדענים עדיין עובדים על קביעת המבנה המדויק של שביל החלב ועל אפיון מדויק יותר של זרועותיו. המבט שלנו על הגלקסיה הביתית שלנו מעכב על ידי מיקומו של כדור הארץ בתוך אחת מזרועותיו, כמו גם גז ואבק שמפריעים לתמונות טלסקופיות.
לצורך המחקר החדש, החוקרים חקרו טבעות סביב התפרצויות קרני גמא. פיצוצים עוצמתיים אלה מתרחשים בעקבות קריסת כוכב מסיבי או מיזוג של שני כוכבי נויטרונים, וכתוצאה מכך פרצי האור הבהירים ביותר ביקום.
החוקרים הסתמכו על תופעת הדי האור, לפיה האור מהתפרצות קרני הגמא הקפיץ ענני אבק בזרועות הספירליות של הגלקסיה. בכך הם הצליחו למדוד את המרחק לכדור הארץ באמצעות קטרים של הטבעות המוצגות באור רנטגן, כאשר טבעות גדולות יותר נוצרות מענני אבק הקרובים אלינו.
"זוהי דרך מאוד ישירה – המסתמכת רק על גיאומטריה – למדוד במדויק מרחקים לזרועות הספירליות של שביל החלב", אמרה בהצהרה ביאטריס ואיה, דוקטורנטית באותה תוכנית שהובילה את המחקר. "רוב השיטות האחרות מסתמכות על הנחות לגבי האופן שבו שביל החלב מסתובב, שהולכות ונעשות לא בטוחות באזורים החיצוניים של הגלקסיה שלנו."
הולך למרחקים
החוקרים השתמשו בשלושה התפרצויות קרני גמא שונות כדי למדוד את המרחק מכדור הארץ לשלוש מזרועותיו הספירליות של שביל החלב: הזרועות פרסאוס, החיצוניות והזרועות הסקוטום-קנטאורוס החיצוניות. הם גילו שגם זרועות הסקוטום-קנטאורוס החיצוניות והן החיצוניות מרוחקות בכ-10% יותר מכפי שאסטרונומים חשבו בעבר.
"זה יכול להיות שאסטרונומים צריכים לשנות את הערכות המסה של הגלקסיה, כי זה משפיע על מידת המתח של הזרועות." אמר פורנסיירו.
הצוות מאחורי המחקר העריך גם שענן האבק בזרוע הרחוקה ביותר הוא ברוחב של כ-3,500 שנות אור. זה הראה שהמידות שלהם חלות על עובי מלא של הזרוע הספירלית, ולא על ענן אבק אקראי ומבודד שאולי אינו מייצג במלואו את מיקום הזרוע.
האור מהתפרצויות קרני גמא עשוי לספק דרך מדויקת למדידת מרחקים בגלקסיה, אך פיצוצים קוסמיים אלה נראים רק לעתים רחוקות דרך מישור שביל החלב. "אנחנו סומכים על היקום שיספק לנו את האירועים האלה, ועד כה, במשך 25 שנים, מצאנו רק קומץ שאנחנו יכולים להשתמש בו", אמרה אנדריאה טיאנגו, חוקרת ב-Scuola Universitaria Superiore IUSS Pavia ומחברת שותפה של המחקר. "עם זאת, נמשיך לחפש עוד."