Метод «кинофильма» раскрывает форму гало темной материи Млечного Пути

По мнению этого художника, деформация галактического диска «изящно танцует» под действием гало темной материи. Автор: Hou Kaiyuan and Dong Zhanxun from the School of Design, Shanghai Jiao Tong University

Международная группа ученых впервые разработала метод «киносъемки» для измерения скорости прецессии деформации диска Млечного Пути. Используя выборку переменных звезд цефеид разного возраста, этот метод позволяет четко наблюдать направление прецессии и скорость деформации Млечного Пути.

На основании этих измерений исследовательская группа обнаружила, что нынешнее гало темной материи Млечного Пути слегка сплющено. Полученная в результате статья «Слегка сплюснутое гало темной материи, обнаруженное ретроградной прецессирующей деформацией галактического диска» опубликована в журнале Nature Astronomy.

В соседней Вселенной почти треть дисковых галактик не являются идеальными дисками, а имеют искривленную форму, напоминающую картофельные чипсы. Астрономы называют это явление искривлением диска. Млечный Путь, как типичная дисковая галактика, также имеет эту особенность деформации.

Этот наклоненный вращающийся галактический диск, очень похожий на волчок, неизбежно подвергается прецессии из-за крутящего момента, создаваемого окружающим ореолом темной материи. Однако измерение этого важного динамического параметра, как по направлению, так и по скорости, вызывает большие споры.

Это связано с тем, что предыдущие измерения основывались на косвенных кинематических методах, когда используемые трассеры подвергаются динамическим возмущениям или эффектам нагрева, что значительно ограничивает их точность и точность.

В этом исследовании в качестве трассеров использовались 2600 классических переменных звезд цефеид, открытых Гайей, а также точные данные о расстоянии и возрасте от Gaia и LAMOST. Используя этот образец, исследователи применили метод «кинофильма» для построения трехмерной структуры диска Млечного Пути среди популяций разного возраста.

«Наблюдая», как деформация диска развивается с возрастом, это исследование обнаружило, что деформация прецессирует в ретроградном направлении со скоростью 2 км/с/кпк (или 0,12 градуса на миллион лет).

Дальнейшие подробные измерения показывают, что скорость прецессии уменьшается с увеличением радиального расстояния, что указывает на то, что нынешний ореол темной материи, окружающий варп, слегка сплющен, со значением сплющивания q между 0,84 и 0,96.

Это измерение является важной отправной точкой для изучения эволюции гало темной материи Млечного Пути.

Больше информации: Yang Huang et al, A slightly oblate dark matter halo revealed by a retrograde precessing galactic disk warp, Nature Astronomy (2024). DOI: 10.1038/s41550-024-02309-5

Источник: Peking University