Ученые, исследующие Млечный Путь, нашли гигантское кладбище звезд

Млечный Путь — наша родная галактика, и изучение ее имеет большое значение. Несмотря на то, что мы все еще находимся в зачаточном состоянии, мы делаем большие успехи в понимании того, на что похоже наше космическое окружение и как оно себя ведет. И хотя мы ищем далекие звезды и экзопланеты, которые могут содержать жизнь или быть пригодными для жизни, поиск давно исчезнувших звезд также имеет большое значение.

Первая в истории диаграмма «галактического подземного мира» показывает, что почти треть объектов в галактике вообще были выброшены за пределы галактики, так как их тела превратились в черные дыры или нейтронные звезды. Кладбище простирается в три раза выше Млечного Пути, и почти треть предметов зарыта в три раза глубже Млечного Пути. Докторант Дэвид Суини говорит структура и распределение этого компактного остатка мертвых звезд коренным образом отличаются от видимой галактики. «Галактический подземный мир имеет высоту в три раза больше, чем наш Млечный Путь», — сказал он. Тридцать процентов объектов галактики были полностью изгнаны».

Крупные звезды — более чем в восемь раз больше нашего Солнца — исчерпывают свое топливо и коллапсируют, образуя нейтронные звезды и черные дыры. Взрыв сверхновой разносит внешние части звезды, но ядро ​​продолжает сжиматься, пока не станет нейтронной звездой или черной дырой в зависимости от исходной массы. Внешние части звезды разрываются на части этой безудержной реакцией.

Нейтронная звезда имеет чрезвычайно плотное ядро, которое заставляет электроны и протоны объединяться в нейтроны на субатомном уровне, уменьшая общую массу до сферы меньшего размера, чем город. Звезда, масса которой в 25 раз превышает массу нашего Солнца, будет продолжать коллапсировать под действием гравитации, пока ее ядро ​​не станет настолько плотным, что даже свет не сможет выйти. Пространство, время и материя искажаются звездными трупами обоих типов. Сверхновая, породившая эти экзотические туши, засосала их во тьму межзвездного пространства и тем самым ускользнула из поля зрения и знаний астрономов до сих пор, несмотря на то, что с тех пор, как галактика была молода, должны были существовать миллиарды.

Эти исследователи создали первую подробную карту того, где лежат трупы древних мертвых звезд, воссоздав их полный жизненный цикл. Профессор Питер Татхилл, соавтор статьи, отметил, что одна из проблем при поиске древних предметов заключается в том, что мы до сих пор не знаем, где искать. Когда галактика была моложе и имела другую форму, создавались нейтронные звезды и черные дыры, а затем они подвергались сложным изменениям, охватывающим миллиарды лет. Моделирование всего этого, чтобы найти их, было серьезной задачей».

Иллюстрация видимого Млечного Пути в сравнении с галактическим подземным миром. [Credit: University of Sydney].По мере того, как формируются новые нейтронные звезды и черные дыры, они соответствуют современной галактике, что облегчает их обнаружение. Труднее найти самые старые нейтронные звезды и черные дыры, потому что они подобны призракам, обитающим в давно разрушенном доме. Профессор Татхилл сравнил поиски с поиском «мифического кладбища слонов», места, где, согласно легенде, старые слоны умирают в одиночестве, вдали от своих друзей и семьи. «Кости этих редких массивных звезд должны были быть там, но они, казалось, окутаны тайной».

Исследователям пришлось углубиться в космическое время, чтобы определить, как взрывы вели себя в течение миллиардов лет, поскольку ничто во Вселенной не стоит на месте долго. Суини называет это чем-то вроде снукера. Вы можете предсказать, куда попадет мяч, если знаете его направление и силу удара. Но в космосе мы имеем дело с гораздо большими объектами и скоростями. К тому же стол не плоский. Таким образом, звездные остатки следуют сложным орбитам по всей галактике.

«Наконец, в отличие от бильярдного стола, здесь нет трения, поэтому они никогда не замедляются. Почти все когда-либо сформировавшиеся остатки все еще там, скользя, как призраки, сквозь межзвездное пространство. Их сложные модели, созданные совместно с научным сотрудником Сиднейского университета Санджибом Шармой и доктором Рёсуке Хираи из Университета Монаш, кодируют, где звезды родились, где они умерли, и их возможное рассеивание по мере развития галактики.

Используя эти данные, они создают карту, показывающую распределение звездных некрополей по Млечному Пути. Доктор Шарма сказал, что это был небольшой шок. «Каждый день я работаю с изображениями видимой галактики, которую мы знаем сегодня, и я ожидал, что нижний мир галактики будет немного другим, но похожим в общих чертах. Я не ожидал такого радикального изменения формы». В результате картирования «подземного мира галактики» характерные спиральные рукава Млечного Пути отсутствуют. Поскольку большинство остатков старые и размытые из-за энергетических ударов сверхновых, большинство из них полностью утрачено.

В результате выброса кинетической энергии сверхновыми и поднятия их в гало вокруг Млечного Пути подземный мир галактики кажется намного более пухлым, чем Млечный Путь. Исследование показало, что некоторые из этих остатков полностью исчезнут из-за ударов ногами, что, пожалуй, является самым удивительным открытием. «Их пинают так сильно, что около 30 процентов нейтронных звезд выбрасываются в межгалактическое пространство, чтобы никогда не вернуться».