Большое Магелланово Облако сблизилось с нашей Галактикой в первый раз

Ученые нашли убедительное свидетельство того, что Большое Магелланово Облако — одна из ближайших к нам галактик — впервые приближается к Млечному Пути. Это открытие меняет представления о будущем нашей Галактики — от орбит спутников до распределения окружающего газа.


Большое Магелланово Облако и Млечный Путь в представлении художника / © NASA, ESA, Leah Hustak (STScI)

Большое и Малое Магеллановы Облака давно считаются самыми массивными спутниками Млечного Пути и ключевыми «архитекторами» его эволюции. За ними тянется гигантский газовый хвост — Магелланов Поток, сформированный из межзвездного газа и нейтрального водорода.

Также известно, что эти галактики взаимодействуют друг с другом: между ними простирается «мост» из газа и звезд, а всплески звездообразования указывают на недавние столкновения. Более того, ранее астрономы установили, что гравитация Большого Магелланова Облака буквально разрывает своих соседей на части.

Главный вопрос, однако, оставался открытым более полувека: обращается ли Большое Магелланово Облако вокруг Млечного Пути уже давно и многократно сближалось с ним, или же это происходит впервые? Чтобы разобраться в происходящем, ученые подошли к проблеме с неожиданной стороны — путем изучения так называемой Магеллановой короны, огромного гало из горячего и ионизированного газа, окружающего галактику.

Для этого авторы научной работы, опубликованной на сервере препринтов Корнеллского университета, использовали гидродинамические симуляции. В них моделировали движение Облака и его взаимодействие с газовой оболочкой Млечного Пути в двух сценариях: первый пролет и второй. В моделях учли гравитацию, давление горячего газа, охлаждение, звездообразование и вспышки сверхновых.

По расчетам, длительность взаимодействия должна оставлять отпечаток в структуре газового гало. Если галактика уже проходила вблизи Млечного Пути, ее газовая оболочка должна быть более разреженной и растянутой. Если же это первое сближение, то структура будет более компактной и плотной. Для проверки исследователи сравнили результаты симуляций с данными наблюдений, в частности с измерениями скоростей и плотности ионизированного газа, полученными по спектрам далеких квазаров.

Выяснилось, что в сценарии первого пролета свойства газа почти точно совпадают с наблюдаемыми: корона сохраняет высокие скорости и резко обрывается на расстоянии около 16-20 килопарсек. В сценарии второго пролета газ оказывается слишком разреженным и движется заметно медленнее, чем показывают реальные данные.

Дополнительным аргументом в пользу первого пролета стала форма самой короны: в модели формируется ударная волна — «нос» галактики, сжимаемый при движении сквозь газ Млечного Пути, и вытянутый хвост позади нее. Это хорошо согласуется с наблюдаемой структурой. При повторном пролете такие особенности сглаживаются в результате длительного взаимодействия.

По итогу ученые заключили, что сценарий повторного сближения крайне маловероятен: параметры газа не совпадают с наблюдениями. Значит, Большое Магелланово Облако, судя по всему, впервые входит в окрестности нашей Галактики. Результат важен не только для понимания судьбы этой галактики-спутника, но и для более широкой картины, ведь Облако влияет на оценки массы Млечного Пути, динамику его гало и даже интерпретацию движения звезд на окраинах.