Новые данные о конфигурации Млечного Пути были получены благодаря анализу световых отголосков, возникших в результате интенсивных космических событий. Рентгеновские наблюдения выявили, что два внешних спиральных рукава нашей галактики расположены приблизительно на 10% дальше от Земли, чем считалось ранее. Это указывает на необходимость пересмотра существующих представлений о строении Млечного Пути.

Исследовательская группа задействовала информацию с рентгеновской космической обсерватории NASA Chandra и европейского спутника XMM-Newton для определения расстояний до областей межзвёздной пыли, расположенных внутри спиральных рукавов галактики. Этот метод позволил исключить некоторые предположения, которые обычно используются при изучении удалённых регионов Млечного Пути.

Основная трудность в исследовании нашей собственной галактики связана с тем, что Солнечная система расположена внутри её диска. Астрономы наблюдают за Млечным Путём «изнутри», из-за чего определение его точных размеров и формы представляет собой более сложную задачу по сравнению с изучением далёких галактик, находящихся на расстояниях в миллионы или миллиарды световых лет. Для решения этой задачи необходимо собирать информацию не только в видимом свете, но также использовать радиоволны, инфракрасное, ультрафиолетовое и рентгеновское излучение.

В рамках нового исследования был применён нестандартный подход к измерению расстояний – метод световых эхо. Учёные анализировали круги рентгеновского света, которые возникают в момент отражения вспышек гамма-излучения от облаков космической пыли. Подобные гамма-всплески являются следствием взрывов массивных звёзд в виде сверхновых или слияния нейтронных звёзд, приводящего к образованию килоновой.

Диаметр этих рентгеновских колец напрямую связан с удалённостью отражающего облака: наиболее крупные образования возникают у пылевых структур, находящихся ближе к наблюдателю. Как отметила руководитель исследования Беатриче Вайаи из Национального института астрофизики Италии (INAF-IASF Milano), «это весьма простой метод — основанный исключительно на геометрических расчётах – позволяющий точно определить расстояния до спиральных ветвей Млечного Пути».

Исследователи изучили три вспышки гамма-излучения и образовавшиеся ими световые кольца в рукавах галактики Персея, а также во внешнем рукаве Щита — Центавра. Результаты наблюдений показали, что расстояния до двух из них превышают предыдущие оценки приблизительно на 10 процентов. Помимо этого, группа учёных определила размеры самого далёкого пылевого облака: его поперечник составляет около трёх с половиной тысяч световых лет.

Полученные результаты имеют значение не только для определения местоположения отдельных скоплений вещества. По словам соавтора исследования Иларии Форнасьеро из INAF-IASF Milano и IUSS Pavia, измерения касаются общей толщины спирального рукава, а не лишь его отдельных сегментов. Это может повлечь за собой пересмотр оценок массы Млечного Пути, поскольку масса галактики оказывает влияние на вычисления формы и протяжённости её спиральных ветвей.

Данный подход предоставляет новый инструмент для исследования звёздных систем «изнутри». Однако его применение ограничено: яркие гамма-всплески, которые можно зафиксировать сквозь плоскость Млечного Пути, происходят нерегулярно. Как подчеркнул соавтор работы Андреа Тьенго из IUSS Pavia, «мы зависим от случайных событий во Вселенной, и менее чем за 25 лет было зарегистрировано лишь несколько подходящих случаев». В будущем астрономы планируют увеличить количество подобных вспышек для наблюдения и создать более детальную карту строения нашей галактики.