Spirální ramena Mléčné dráhy sahají dále, než jsme si mysleli

Vzhledem k umístění Sluneční soustavy v galaktickém disku Mléčné dráhy mají astronomové s určením skutečné velikosti Mléčné dráhy větší potíže než s galaxiemi vzdálenými miliony nebo dokonce miliardy světelných let. A zatímco vzdálené galaxie lze dobře omezit pomocí optických dalekohledů, v případě naší Galaxie se astronomové musí spoléhat na přístroje, které zachycují světlo na jiných vlnových délkách (rádiové, infračervené, ultrafialové a rentgenové záření), aby lépe pochopili vlastnosti Mléčné dráhy.

To zahrnuje i vnější ramena Mléčné dráhy, jejichž skutečné vzdálenosti zůstávaly až donedávna poněkud nejasné. Tým astronomů nyní pomocí rentgenové observatoře Chandra provozované NASA a satelitu XMM-Newton vyslaného ESA provedl přesná měření vzdálenosti k prachovým oblakům ve spirálních ramenech Mléčné dráhy. Jejich zjištění naznačují, že mohou být širší, než se dříve soudilo, což vedlo astronomy k přehodnocení převládajících teorií o struktuře naší domovské Galaxie.

Výsledky byly popsány v novém článku publikovaném v časopise Astronomy & Astrophysics. Měření vzdáleností prováděné týmem se opíralo o techniku využívající světelné ozvěny, při níž pozorovali prstence vytvořené gama záblesky (GRB) odrážejícími se od prachových mračen ve spirálních ramenech. Tyto GRB byly uvolněny kolapsem hmotných hvězd (supernovy) nebo sloučením neutronových hvězd (záblesky zvané kilonova). Průměry prstenců v rentgenovém záření poskytují měření vzdáleností, přičemž větší prstence vznikají na prachových mračnech blíže k nám.

„Toto je velmi přímý způsob – spoléhající se pouze na geometrii – jak přesně měřit vzdálenosti ke spirálním ramenům Mléčné dráhy,“ uvedla hlavní autorka Beatrice Vaiaiová, postdoktorandka na INAF-IASF Milano, která vedla studii během doktorandského studia ve společném programu mezi Scuola Universitaria Superiore (IUSS) Pavia a University of Trento v Itálii. „Většina ostatních metod se opírá o předpoklady o rotaci Mléčné dráhy, které se v okrajových oblastech naší Galaxie stávají velmi nejistými.“

Přístup týmu spočíval v použití tří různých záblesků gama záření a prstenců, které vytvořily ve třech spirálních ramenech Mléčné dráhy. V pořadí podle vzdálenosti od galaktického středu se jedná o ramena Perseus a Outer Scutum-Centaurus. V posledních dvou ramenech pozorované obálky záblesků gama záření naznačovaly, že jsou asi o 10 % dále, než se původně předpokládalo. Data také vedla k odhadu průměru prachového oblaku v nejvzdálenějším rameni na 3 500 světelných let.

To ukázalo, že jejich měření platí pro celou tloušťku spirálního ramene, nejen pro izolovaná prachová mračna. „Rozdíly jsou malé, ale jakákoliv revize těchto vzdáleností je důležitá, protože jsou zásadní pro pochopení naší Galaxie,“ uvedla spoluautorka Ilaria Fornasierová, která je také výzkumnicí na INAF-IASF Milano a IUSS Pavia. „To by například mohlo znamenat, že astronomové budou muset revidovat odhady hmotnosti Galaxie, protože ta ovlivňuje, jak daleko se ramena rozprostřou.“

Tato technika přinesla zásadní zlepšení v měření vzdáleností v Mléčné dráze a zdůraznila, jak silné, přechodné jevy (GARB, rychlé rádiové záblesky atd.) lze použít ke zkoumání kosmických vzdáleností. Tato technika je však také omezená, protože jasné GRB viditelné skrz rovinu Galaxie jsou poměrně vzácné. „Spoléháme se na to, že nám vesmír poskytne tyto události, a zatím, za více než 25 let, jsme našli jen hrstku, které můžeme použít,“ dodal spoluautor Andrea Tiengo z IUSS Pavia. „Nicméně budeme i nadále hledat další.“

Zdroj: https://www.universetoday.com/articles/the-milky-ways-arms-reach-out-further-than-we-thought a https://science.nasa.gov/missions/chandra/nasas-chandra-examines-milky-way-at-arms-length/

autor: František Martinek