חוקרים מדדו את קדימות העיוות של שביל החלב עם כוכבי קפאיד, וחשפו הילה של חומר אפל מגושם המשפיעה על הדינמיקה המבנית של הגלקסיה. קרדיט: Kaiyuan Hou ו- Zhanxun Dong מאוניברסיטת שנגחאי Jiao Tong
צוות מחקר פיתח שיטת "סרט קולנוע" חדשנית למדידת קצב הפרצסיה של שביל החלבהעיוות של שימוש בכוכבים משתנים של Cepheid. הממצאים שלהם מצביעים על כך שהילת החומר האפל של שביל החלב מעט מכוסה, ומעצבת את הבנתנו את הדינמיקה הגלקטית ואת מבנה היקום.
אסטרופיזיקאים היו חלוצים בשיטת "סרט קולנוע" למדידת קצב הפרצסיה של עיוות הדיסק של שביל החלב. שיטה זו מאפשרת התבוננות ברורה של כיוון הפרצסיה וקצב העיוות של שביל החלב באמצעות מדגם של כוכבים משתנים של קפאיד בגילאים שונים. בהתבסס על מדידות אלה, הצוות חשף כי הילת החומר האפל הנוכחית של שביל החלב היא מעט מאופקת. בהנהגת ד"ר יאנג הואנג מהמצפה הלאומי האסטרונומי של האקדמיה הסינית למדעים (NAOC), צוות המחקר פרסם את המחקר ב- אסטרונומיה של הטבע.
ביקום הסמוך, כמעט שליש מגלקסיות הדיסקים אינן דיסקיות מושלמות אלא מציגות צורה מעוותת הדומה לשבב תפוחי אדמה. אסטרונומים מתייחסים לתופעה זו כאל עיוות דיסק. גם לשביל החלב, כגלקסיית דיסקים טיפוסית, יש את תכונת העיוות הזו. נהוג לחשוב שמקור העיוות ממישור הסיבוב של כוכבי הדיסק החיצוניים החורג ממישור הסימטריה של הילת החומר האפל שמסביב. הדיסק הגלקטי המוטה והמסתובב הזה, בדומה לסביבון, עובר בהכרח פרצסיה בשל המומנט המופעל על ידי הילת החומר האפל שמסביב.
אתגרים במדידת קדימות גלקטית
עם זאת, המדידה של פרמטר דינמי חשוב זה, הן בכיוון והן בקצב, נדונה רבות. הסיבה לכך היא שמדידות קודמות הסתמכו על שיטות קינמטיות עקיפות, שבהן הנותבים שבהם נעשה שימוש נתונים להפרעות דינמיות או השפעות חימום, מה שמגביל מאוד את דיוק ודיוק.
מחקר זה השתמש ב-2,600 כוכבי קפאיד קלאסיים צעירים שהתגלו על ידי גאיה בתור נותבים, יחד עם נתוני מרחק וגיל מדויקים הן מגאיה והן מ-LAMOST. החוקרים, תוך שימוש בשיטת "סרט קולנוע", בנו את המבנה התלת מימדי של דיסקת שביל החלב על פני אוכלוסיות בגילאים שונים אך כולן מתחת ל-250 מיר.
לוח שמאל: הסביבון מקדים מתחת למומנט מכוח הכבידה; לוח ימין: בדומה לסביבון, עיוות הדיסק הגלקטי "רוקדת בחן" תחת המומנט של הילת החומר האפל. קרדיט: Kaiyuan Hou ו- Zhanxun Dong מאוניברסיטת שנגחאי Jiao Tong
ממצאים על קדימות עיוות ודינמיקה גלקטית
על ידי "ראייה" כיצד עיוות הדיסק מתפתח עם הגיל, החוקרים מצאו כי העיוות מתקדם בכיוון לאחור בקצב של 2 ק"מ לשנייה/ק"ש (או 0.12 מעלות למיליון שנים).
מדידות נוספות הראו שקצב ההפרצסיה של העיוות יורד בהדרגה עם הרדיוס. ללא קשר למקור העיוות, קצב ההקדמות והכיוון שלו נקבעו במשותף על ידי הדיסק הפנימי הגלקטי והילת החומר האפל.
השלכות על הילת החומר האפל של שביל החלב
לאחר הפחתת התרומה של הדיסק הפנימי הגלקטי, החוקרים גילו שהילת החומר האפל הנוכחית העוטפת את העיוות מציגה צורה אליפסואידית מעט מאופקת עם יחס השטחה q בין 0.84 ל-0.96 עבור משטחי שווי הפוטנציאל. נכון לעכשיו, רק צורה זו יכולה להסביר את שיעור הפרצסיה הנותר של העיוות.
מחקר זה מספק נקודת עיגון מכרעת לחקר האבולוציה של הילת החומר האפל של שביל החלב.
