Крупнейшим ближайшим спутником нашей галактики является Большое Магелланово Облако (БМО), карликовая галактика, видимая невооруженным глазом в Южном полушарии. В последние годы новые теоретические исследования и лучшие наблюдательные возможности многое рассказали астрономам о нашем (не таком уж маленьком) соседе. Становится все более очевидным, что БМО помогает формировать эволюцию Млечного Пути.
«Долгое время считалось, что наша галактика ведет спокойную жизнь отшельника, а ближайший «большой» сосед — Андромеда, находящаяся примерно в 800 килопарсеках от нас», — говорит Евгений Васильев из Кембриджского университета. «Но с растущим осознанием того, что БМО довольно массивен, и из-за особого «исторического момента» (он только что прошел около перицентра своей орбиты, где его скорость и ответный эффект, который он оказывает на Млечный Путь, максимальны), мы больше не можем игнорировать возмущения в нашей галактике, которые она вызывает».
Масса БМО составляет 10–20 % массы нашей галактики, и к ней стоит относиться серьезно. Астрономы считают, что он находится на своей первой орбите вокруг Млечного Пути. До того, как началась эта орбита, это была самостоятельная спиральная галактика . Взаимодействие с Млечным Путем исказило его спиральные рукава, хотя у него все еще есть прочная центральная перемычка, что свидетельствует о его предыдущей структуре.
Млечный Путь тоже изменился в результате взаимодействия. Например, звезды и звездные потоки, ближайшие к БМО, отклонились от своих орбит, и в Млечном Пути также произошли более крупные структурные изменения. Поскольку Млечный Путь не является жестким, а скорее состоит из звезд, пыли, газа и камней различной плотности, части галактики, расположенные ближе к БМО, пострадали больше, чем отдаленные. Конечным результатом стала тонкая, но значительная деформация формы галактики, особенно во внешних областях.
Астрономы должны быть в состоянии увидеть доказательства этих изменений, но это непростая задача. Изучать форму нашей родной галактики сложно, в значительной степени потому, что мы не можем сделать снимок всего Млечного Пути так, как мы можем сделать снимок далекой галактики.
«Жизнь внутри нашей собственной галактики — это и благо, и проклятие для астрофизика», — сказал Васильев Universe Today. «С одной стороны, мы можем с высокой точностью измерить трехмерное положение и скорость миллионов звезд благодаря астрометрическому спутнику Gaia и многочисленным дополнительным наземным спектроскопическим исследованиям». Это то, о чем мы можем только мечтать с далекими галактиками, где у нас «нет информации о распределении звезд вдоль луча зрения».
С другой стороны, Млечный Путь блокирует наше представление о себе: межзвездная пыль отфильтровывает свет в плотных областях галактики, скрывая информацию от поля зрения. Более того, самые дальние уголки галактики слишком удалены, чтобы такие исследования положения и скорости, как Gaia, были точными. Поэтому исследователям необходимо полагаться на модели, чтобы заполнить пробелы: они делают прогнозы об отдаленных частях галактики на основе того, что мы знаем о более близких частях.
Но из-за этого трудно четко увидеть влияние БМО на Млечный Путь. Если в моделях есть небольшая погрешность — например, завышение расстояний даже на 5%, — это исказило бы нашу картину Млечного Пути и замаскировало бы возмущения, вызванные БМО.
Тот факт, что это сложно, не означает, что астрономы сдаются. Размер и близость БМО означают, что его возмущения в нашей родной галактике должны быть весьма значительными. Но как их найти?
Ответ может частично заключаться в самых последних данных Gaia, которые показали своеобразный «полосатый» узор в положении и скорости звезд в галактическом гало Млечного Пути. Гало — это сферическая область, окружающая галактический диск и содержащая звезды с гораздо меньшей плотностью, чем более густонаселенный диск.
Считается, что эти полосатые узоры являются следами, оставленными давно умершими галактиками, которые слились с Млечным Путем в древнем прошлом, как, например, гипотетическая галактика Гайя-Энцелад.
Когда БМО проходил вблизи Млечного Пути в недавнем прошлом, он должен был оставить искажения в этих полосах, и именно это надеются обнаружить такие астрономы, как Васильев. Гало — идеальное место для наблюдения, потому что низкая плотность региона делает его более восприимчивым к изменениям, вызванным пролетом БМО, чем внутренние области галактики.
На самом деле наша Солнечная система и плотные области галактического диска в какой-то степени невосприимчивы к искажениям БМО. Эти области Млечного Пути компактны, поэтому, когда БМО проходил мимо, каждая звезда смещалась на одинаковую величину. Это не оставило бы после себя никаких видимых искажений.
Васильев говорит, что это помогает думать о притяжении БМО Млечного Пути так же, как мы думаем о притяжении Луны к Земле: «У изолированного озера нет приливов, — объясняет он, — но у всего океана есть приливы, потому что притяжение Луны сила варьируется в зависимости от его пространственной протяженности».
Точно так же мы вряд ли увидим искажения БМО в нашем локальном районе, но в огромном галактическом гало эффекты становятся гораздо более очевидными.
«Чем дальше мы уходим, тем важнее становятся дифференциальные сдвиги», — говорит Васильев.
В апреле Васильев опубликовал обзор современного состояния знаний о влиянии БМО на Млечный Путь. в журнале «Галактики» . Несмотря на то, что в последние годы был достигнут прогресс, еще многое предстоит узнать, и новые данные Gaia прокладывают путь к более совершенным моделям.
Что касается будущего Млечного Пути и БМО, то они, в конечном счете, находятся на пути к столкновению . БМО сольется с Млечным Путем через несколько миллиардов лет, увеличив массу и металличность гало Млечного Пути. Конечно, это драматическое событие будет лишь предвестником еще большего слияния, которое ожидает Млечный Путь, поскольку в этот момент галактика Андромеды будет в своем последнем приближении к нам.
Если в этой истории и есть мораль, так это то, что ни одна галактика не является островом. Соседи Млечного Пути помогают формировать его прошлое, настоящее и будущее, и астрономы прилагают усилия, чтобы учитывать эти эффекты, изучая нашу родную галактику.
