Международная группа астрономов создала самый полный каталог звезд, находящихся в центре Млечного пути. Каталог включается в себя более 84 миллионов звезд, а создан он при помощи грандиозного изображения, полученного инфракрасным широкоугольным телескопом VISTA Европейской южной обсерватории. Размер общего снимка, созданного в результате проведения наблюдений, составляет 9 гигапикселей (при среднем разрешении размер такого изображения может достичь девяти метров по одной из сторон). Объем же базы данных звезд и других объектов, полученной при обработке этих измерений, в десять раз превышает то, что удавалось достичь ранее. Такая точность, бесспорно, является серьезным продвижением на пути понимания текущей структуры и эволюции Млечного пути. «Наблюдая с такой точностью множество звезд, находящихся в центре Млечного Пути, мы можем узнать гораздо больше об образовании и эволюции не только нашей галактики, но и спиральных галактик вообще», – говорит первый автор работы Роберто Сайто, сотрудник Католического университета в Чили.

У большинства спиральных галактик, в частности, у нашего Млечного пути, в центре находится уплотнение звезд, имеющее сферическую форму. Это уплотнение, включающее в свой состав в основном самые старые звезды галактики, является ключевым для понимания структуры галактики в целом. Однако детальные наблюдения этой области – непростая задача. «Наблюдения уплотнения Млечного пути затруднены, так как оно скрыто от нас пылью, – говорит соавтор исследования Данте Миннити из того же университета. – Чтобы заглянуть в сердце галактики, мы должны проводить наблюдения в инфракрасном спектре, который меньше подвержен влиянию пыли». В этом может помочь телескоп VISTA. Его основное зеркало размером 4.1 метра, позволяющее делать широкоугольные снимки, и наличие очень чувствительных инфракрасных приемников делает аппарат очень удобным для проведения наблюдений. С ним непросто получить очень четкое изображение какой-то одной звезды или галактики, зато можно охватить значительные области неба. Такими особенностями обусловлено проведение обзора переменных звезд нашей галактики – VISTA Variables in the Via Lactea (VVV). В ходе этого обзора проводится наблюдение южных областей небесной сферы на пяти разных длинах волн в инфракрасном диапазоне, причем в поле зрения как раз попадает уплотнение в Млечном пути. Обзор начался в 2010 году и закончится в 2015, всего при этом будет потрачено 1929 часов наблюдательного времени. С помощью уже полученных данных было построено грандиозное цветное изображение размером 108 200 на 81 500 пикселей (всего почти девять миллиардов пикселей). Это одно из крупнейших когда-либо созданных астрономических изображений. Эти данные были использованы для создания каталога звезд в центре Млечного Пути, и этот каталог пока не имеет конкурентов по объему собранных в нем данных. Область неба, которая покрыта столь большим изображением, на самом деле составляет примерно 315 квадратных градусов небесной сферы, что даже меньше одного процента всей небесной сферы. Наблюдения проводились с использованием трех различных инфракрасных фильтров. В каталог были внесены положения и яркость всех замеченных на снимке звезд (яркость записана отдельно для каждой длины волны, то есть для наблюдений с каждым фильтром). Всего в каталог попало около 173 миллионов объектов, из них примерно 84 миллиона скорее всего являются звездами. Изображения остальных объектов либо слишком слабые, либо их излучение «портится» излучением соседних объектов, а может быть их излучение было искажено в процессе наблюдения, так что точное определение их параметров невозможно. Также на изображении много протяженных объектов, таких, как удаленные галактики.

В базу данных звезд были занесены зависимости яркости звезды в от ее цвета, причем общая яркость звезды – ее звездная величина – вычислялась на основе данных, полученных на разных длинах волн. Зная спектральные характеристики звезды, можно восстановить ее общую яркость и цвет. Эта информация, в свою очередь, связана с основными физическими свойствами звезд – их возрастом, массой, температурой. «На диаграмме каждая звезда в каждый момент своей жизни занимает определенное положение, которое зависит от ее яркости и температуры. Новые данные отражают характеристики всех охваченных обзором звезд на один и тот же момент времени, и нам таким образом удалось сделать как бы перепись всего звездного населения этой части Млечного Пути», – объясняет Данте Миннити. При эволюции звезды меняются ее свойства, так что получен глубокий срез состояния звезд на текущий момент. Среди важных полученных результатов можно выделить также применимые к поиску экзопланет. Среди миллионов звезд каталога большую часть составляют красные карлики. Эти звезды очень полезны при поиске экзопланет, похожих на Землю. Так как яркость красного карлика невелика, при проходе перед такой звездой небольшой планеты относительное изменение яркости заметить намного проще, чем при ее проходе перед ярким гигантом. Одновременно из-за слабого излучения карлика планета, на которой может присутствовать жидкая вода, должна быть ближе к звезде, а значит, ее чаще можно будет наблюдать при проходе и в результате заметить.

«Чем еще хорош обзор VVV, так это его открытым доступом. Это значит, что все эти данные доступны любому пользователю через архив Европейской южной обсерватории. Поэтому мы ждем появления многих других замечательных результатов, основанных на этих данных», – заключает Роберто Сайто.