Согласно их анализу, центральная часть соседней галактики, называемая Большим Магеллановым Облако (БМО), совершает оборот каждые 250 миллионов лет. По совпадению, нашему Солнцу требуется такое же количество времени, чтобы совершить вращение вокруг центра нашей галактики Млечный Путь.
Команда Хаббла, состоящая из Руланда ван дер Марела из Научного института космического телескопа в Балтиморе, штат Мэриленд, и Нитьи Калливаялил из Университета Вирджинии в Шарлоттсвилле, штат Вирджиния, использовала Хаббл для измерения среднего движения сотен отдельных звезд в БМО находится на расстоянии 170 000 световых лет от нас. Хаббл зафиксировал незначительные движения звезд за семилетний период.
Дискообразные галактики, такие как Млечный Путь и БМО, обычно вращаются как карусель. Точное слежение Хаббла предлагает новый способ определения вращения галактики по правильному движению ее звезд "вбок", как это видно в плоскости неба. Астрономы уже давно измерили боковые движения ближайших небесных объектов, но это первый раз, когда точность стала достаточной, чтобы увидеть вращение другой далекой галактики.
В течение прошлого столетия астрономы рассчитывали скорость вращения галактик, наблюдая за небольшим сдвигом в спектре — так называемым эффектом Доплера — ее звездного света. На одной стороне вращающегося звездного диска галактики звезды, движущиеся в направлении Земли, покажут спектральный синий сдвиг (сжатие световых волн из-за движения к наблюдателю). Звезды, отклоняющиеся от Земли на противоположной стороне галактики, будут демонстрировать спектральное красное смещение (расширение света до более красных длин волн из-за движения от наблюдателя).
Недавно измеренные боковые движения Хаббла и доплеровские движения, измеренные ранее, предоставляют дополнительную информацию о скорости вращения БМО. Объединив результаты, команда Хаббла впервые получила полностью трехмерное изображение движения звезд в другой галактике.
«Определение вращения галактики путем измерения ее мгновенных движений вперед и назад не позволяет увидеть, как вещи меняются с течением времени», — сказал ван дер Марель, ведущий автор статьи в выпуске Astrophysical Journal от 1 февраля, описывающей и интерпретация результатов. «Используя Хаббл для изучения движения звезд в течение нескольких лет, мы действительно можем впервые увидеть, как галактика вращается в плоскости неба».Калливаялил, руководивший анализом данных, добавил: «Изучение этой соседней галактики путем отслеживания движений звезд дает нам лучшее понимание внутренней структуры дисковых галактик. Знание скорости вращения галактики дает представление о том, как образовалась галактика, и это возможно. использоваться для расчета его массы ".
Хаббл — единственный телескоп, который может проводить такие наблюдения из-за его резкого разрешения, стабильности изображения и 24-летнего пребывания в космосе. «Если мы представим человека на Луне, — пояснил ван дер Марел, — точность телескопа Хаббла позволит нам определить скорость роста волос у человека».«Эта точность имеет решающее значение, потому что видимые движения звезд настолько малы из-за расстояния до галактики», — сказал он. «Вы можете думать о БМО как о часах в небе, стрелкам которых требуется 250 миллионов лет, чтобы совершить один оборот. Мы знаем, что стрелки часов двигаются, но даже с Хабблом нам нужно смотреть на них в течение нескольких лет, чтобы увидеть хоть какой-то оборот. движение."Исследовательская группа использовала камеру Hubble Wide Field Camera 3 и Advanced Camera for Surveys, чтобы наблюдать звезды в 22 полях, разбросанных по обширному диску БМО, который появляется в южном ночном небе как объект, примерно в 20 раз превышающий угловой диаметр полной Луны.
Стрелки на прилагаемом изображении показывают прогнозируемое движение на следующие 7 миллионов лет, основанное на измерениях Хаббла.Каждое поле было выбрано таким образом, чтобы оно содержало не только десятки звезд LMC, но и фоновый квазар, яркий луч света, питаемый черной дырой в ядре далекой активной галактики. Астрономам были нужны квазары в качестве фиксированных опорных точек фона для измерения чрезвычайно тонкого движения звезд LMC.
Это измерение является кульминацией продолжающейся работы ван дер Марела и другой команды с Хабблом по уточнению скорости вращения БМО. Ван дер Марель начал анализ вращения галактики в 2002 году, создав подробные предсказания, которые теперь подтверждены Хабблом, того, как должно выглядеть вращение.«БМО — очень важная галактика, потому что она очень близко к нашему Млечному Пути», — сказал он. «Изучать Млечный Путь очень сложно, потому что все, что вы видите, разбросано по небу.
Все это на разных расстояниях, и вы сидите в его центре. Изучать структуру и вращение намного проще, если вы смотрите на соседнюю галактику со стороны улица."«Поскольку БМО находится так близко, это ориентир для изучения звездной эволюции и популяций. Для этого важно понимать структуру галактики», — сказал Калливаялил. «Наша методика измерения скорости вращения галактики с использованием полностью трехмерных движений — это новый способ пролить свет на эту структуру. Он открывает новое окно в наше понимание того, как движутся звезды в галактиках».
Помимо собственного вращения БМО, он также движется вокруг Млечного Пути в целом. В более ранних научных статьях команда и ее сотрудники использовали данные Хаббла, чтобы показать, что БМО движется вокруг Млечного Пути быстрее, чем считалось ранее. Это исследование изменило наше понимание того, сколько раз эти соседние галактики могли встречаться и взаимодействовать в прошлом.Затем команда планирует использовать Хаббл для измерения звездных движений в крошечном родственнике БМО, Малом Магеллановом Облаке, используя тот же метод.
Галактики взаимодействуют, и это исследование также должно дать лучшее понимание того, как галактики движутся друг вокруг друга и вокруг Млечного Пути.