К центру нашей Галактики на скорости 400 км/с приближается сфероидальный звездный кластер

Самое близкое к центру Млечного Пути звездное скопление, которое нам удалось обнаружить, судя по всему, "терпит бедствие". Это событие может рассказать нам о том, как разорванные в клочья звездные шаровые кластеры помогли сделать галактический центр настолько плотным.

Многие звезды в центре нашей галактики Млечный Путь окружены тайнами. Ближайшее к центру Млечного Пути звездное скопление, которое удалось обнаружить астрофизикам, судя по всему, "терпит бедствие". (Европейское космическое агентство, ESA/Hubble & NASA, Р. Коэн ESO/D / Миннити/Команда VVV)

Астрономы наблюдают, как звездный кластер, именуемый шаровым скоплением, на всех парах несется навстречу своей неминуемой гибели. Скопление, известное как VVV CL002, движется к центру Млечного Пути, где его ждет печальная участь. Скорее всего, такие процессы происходили бесчисленное количество раз за всю историю существования галактики, но мы наблюдаем их впервые.

VVV CL002 - самое близкое из известных сфероидальных скоплений к центру нашей галактики Млечный путь. Оно удалено от Земли на расстояние всего 1300 световых лет. Его обнаружили в 2021 году, а теперь астрофизик Нориюки Мацунага из Токийского университета и его коллеги измерили его орбиту и состав некоторых входящих в него звезд гораздо точнее, чем когда-либо прежде.

Между галактиками обнаружена гигантская звездная река длиной 1,7 миллиона световых лет

Результаты новых наблюдений указывают на то, что это относительно древний кластер. Он сформировался из звезд в выпуклости в центре нашей галактики. А не в более рассеянном звездном облаке, называемом галактическим ореолом, или в другой галактике, которая позже была поглощена Млечным Путем. Моделирование показало, что ее орбита пролегает в пределах 620 световых лет от галактического центра — это настолько близко, что вряд ли она проживет достаточно долго.

При столь тесной орбите наиболее вероятным сценарием развития событий является падение этого кластера в центр галактики, где он, несомненно, будет разорван на части. Исследователи полагают, что за всю историю существования галактики подобным образом было разрушено множество скоплений и эти процессы внесли значительный вклад в формирование необычайно плотной популяции звезд в галактическом центре.

Однако из-за того, что галактический центр так плотно заполнен звездами и космической пылью, эти события довольно трудно наблюдать, и VVV CL002 - первое скопление, в котором мы наблюдаем этот процесс. "Мы зарегистрировали несколько сфероидальных звездных скоплений, расположенных примерно на таких же небольших расстояниях от центра Млечного Пути, и они, вероятно, тоже подвергаются разрушению", - говорит Мацунага. "Проблема в том, что наблюдать такие объекты весьма проблематично".

Шаровое звездное скопление под условным названием VVV CL002 падает в галактический центр Млечного Пути. (на снимке отсутствует) 

Чтобы понять, как долго просуществует это скопление, нужно довольно точно рассчитать его скорость, но сделать это сегодня мы можем лишь приблизительно. Однако Мацунага предположил, что оно может просуществовать еще сотни миллионов лет, прежде чем будет окончательно разрушено. "Сто миллионов лет - это слишком долго, чтобы люди могли наблюдать за происходящим, но слишком мало, чтобы мы могли увидеть достаточное количество объектов в этом конкретном процессе", - говорит он. Изучение подобных событий может дать нам некоторое представление об эволюции структуры нашей галактики Млечный Путь".

Аннотация к научной статье

Галактический центр довольно опасное место для звездных кластеров из-за мощных приливных сил. Астрофизки считают, что многие звёздные скопления были разрушены в центре Млечного Пути, чем внесли свой вклад в образование очень плотной среды - галактической выпуклости и ядерного звёздного кластера. Однако создать реалистичную модель способную прогнозировать долгосрочную эволюцию сложной структуры внутренней Галактики довольно сложно. Поэтому изучение уцелевших скоплений в центральной части нашей Галактики позволило бы лучше понять процессы их гибели. 

Моделирование показало, что пролетающая мимо звезда может выбросить Землю из Солнечной системы

Цели. Из всех известных до настоящего момента галактических шаровых скоплений сфероидальный кластер VVV CL002 находится ближе всего к центру, на расстоянии в 0,4 килопарсека, но имеет при этом весьма высокую поперечную скорость, 400 км с^-1. Астрофизики планируют изучить природу этого скопления и его влияние на галактическую астрономию с помощью спектроскопических наблюдений.

Методы. В данном исследовании авторам впервые удалось измерить лучевую скорость и химическое разнообразие звезды на основе спектроскопии высокого разрешения в ближней инфракрасной области.

Результаты. Ученые обнаружили, что орбита этого скопления ограничена в пределах 1,0 \,килопарсека от центра, вплоть до 0,2 килопарсека в перигалактике, что свидетельствует о том, что скопление не является просто "странником" из гало, а действительно выжило в суровых условиях приливных сил галактических жерновов. Кроме того, его металличность (концентрация элементов тяжелее водорода и гелия) и обилие α ([α/Fe] ≃+0,4 и [Fe/H]=-0,54) аналогичны другим шаровым скоплениям в галактической выпуклости. Недавние исследования показывают, что звезды с таким α-избытком были более распространены на расстоянии 3 - 6 килопарсек от галактического центра примерно 10 миллиардов лет назад.

На снимке - центральная область нашей галактики Млечный Путь Фотография подготовлена  Национальным управлением по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА), при содействии ESA, CXC, SSC & STScI  

Выводы. Исследователи предположили, что сфероидальный кластер VVV CL002 сформировался за пределами центра, но в настоящее время падает на него, демонстрируя тем самым событие реального времени, что наверняка происходило неоднократно со многими скоплениями много лет назад.