Миссия Gaia выявила систематическую ошибку в измерениях бара Млечного Пути: необходимы инфракрасные наблюдения

Оптические данные оказались систематически смещены из-за пыли и «эффекта ближней стороны»

Международная группа учёных из Консорциума миссии космического телескопа Gaia провела исследование, которое выявило систематическую ошибку в измерениях параметров бара Млечного Пути (перемычка в центре галактики). Это открытие подчёркивает необходимость запуска инфракрасной миссии GaiaNIR для уточнения структуры и динамики галактики.

Бар Млечного Пути играет большую роль в перераспределении углового момента между звёздами, газом и тёмным гало, определяя эволюцию галактики. Однако такие параметры, как угловая скорость, длина и угол ориентации, остаются неопределёнными, что ограничивает понимание динамических процессов в галактике.

Для анализа использовались данные обзора Gaia DR3, включающие выборки звёзд ветви красных гигантов (RGB) и каталоги, созданные на основе N-body симуляций. Метод прямой симуляции (DSS) позволил оценить угловую скорость бара через анализ тангенциальной и радиальной скоростей звёзд. Однако метод оказался чувствительным к шуму и неполноте данных.

Анализ показал, что данные Gaia DR3 дают завышенные значения угловой скорости бара (43.7 км/с/кпк) из-за «эффекта ближней стороны». Скорректированное значение (29.3 км/с/кпк) указывает на медленно вращающийся бар, что меняет представления о резонансах и миграции звёзд.

«Эффект ближней стороны» (near-side bias) — это ключевое ограничение текущих наблюдений Gaia, которое авторы статьи детально изучили через симуляции.

Из-за экстремального межзвёздного поглощения пылью в оптическом диапазоне телескоп Gaia фиксирует звёзды преимущественно в той части галактического бара, которая ближе к Солнцу. Эта неполнота и асимметрия выборки и приводят к серьёзным систематическим ошибкам в определении ключевых параметров Млечного Пути. Методы в новой работе выявили ложное завышение угловой скорости вращения бара и значительное занижение его истинного угла наклона.

Поскольку пыль делает центральные области Галактики практически «непрозрачными» для Gaia, данный эффект невозможно полностью устранить лишь математической обработкой или улучшением алгоритмов, что обосновывает необходимость будущей миссии GaiaNIR, — переход к наблюдениям в ближнем инфракрасном диапазоне позволит буквально «пробить» пылевую завесу, обеспечив симметричный обзор обеих сторон бара и снизив систематические погрешности в измерениях динамики галактики в несколько раз.

ИК-астрометрия снизит систематические ошибки в измерениях угловой скорости бара до уровня +5 км/с/кпк. Это позволит уточнить резонансные структуры, историю взаимодействий компонентов Млечного Пути и построить самосогласованную динамическую модель.

До запуска миссии GaiaNIR такие параметры бара, как угол ориентации (19–24°) и длина, остаются неопределёнными из-за методологических ограничений. Кинематические критерии демонстрируют сильную модельную зависимость, что требует дальнейшей верификации с использованием инфракрасных данных.

GaiaNIR обеспечит более точные данные, которые позволят пересмотреть текущие модели и уточнить распределение тёмной материи в центре Галактики. Это станет важным шагом к реконструкции динамической летописи Млечного Пути.