Карта города, где вместо улиц — скорости машин, а вместо домов — содержание металлов в звёздах. По такой карте можно понять, где центр, где окраины, даже не зная точных расстояний. Именно такой подход применили астрономы к нашей Галактике, используя диаграммы «долгота–скорость» (ℓ–v).
Они взяли данные по кислороду из областей ионизированного водорода (водород, светящийся под действием горячих звёзд) по всему диску Млечного Пути. Затем сравнили с компьютерными моделями галактик из проекта FIRE-2. Оказалось, что на таких диаграммах виден радиальный градиент металличности: чем дальше от центра, тем меньше тяжёлых элементов. Это как если бы в центре города было больше дорогих магазинов, а на окраинах — меньше.
Кроме того, в моделях обнаружились «аномальные движения» газа — хвост распределения скоростей там в три раза больше, чем в нашей Галактике. Это значит, что газ в моделях движется слишком хаотично по сравнению с реальностью. Такое расхождение важно для понимания того, как рождаются и умирают звёзды, обогащая межзвёздную среду металлами.
Итак, диаграммы «долгота–скорость» — мощный, но пока малоиспользуемый инструмент. Они позволяют изучать химическую историю Галактики, не завися от неточных измерений расстояний. Возможно, именно они помогут собрать полную картину того, как Млечный Путь стал таким, какой он есть.
Кислород — самый распространённый тяжёлый элемент во Вселенной, но в областях ионизированного водорода его содержание в миллионы раз меньше, чем водорода.
В романе «Задача трёх тел» Лю Цысиня инопланетяне изучают структуру галактик, чтобы понять их историю — подобный подход без прямых измерений расстояний перекликается с идеей ℓ–v диаграмм.