Астрономы обнаружили более 200 переменных звёзд специального класса (переменные RR Лиры) в звёздном гало Млечного Пути. Самые дальние из них — более чем в миллионе световых лет от нас, это почти половина расстояния до соседней крупной галактики — Андромеды. Полученный результат позволяет уточнить размеры и внешние границы нашей Галактики.
Переменные звёзды класса RR Lyrae называются так по своему характерному представителю — звезде в созвездии Лиры. Это старые звёзды, которые увеличиваются и уменьшаются в размерах с регулярными периодами, соответственно колеблется их наблюдаемая яркость на небе. Они играют особую роль в астрономии, позволяя определять расстояние до удалённых звёздных скоплений и даже галактик, в которых они находятся. В терминологии астрономов такие объекты называются «стандартными свечами» (standard candles).
Есть «стандартные свечи» и среди других классов переменных звёзд. Самые известные, например, — цефеиды, среди которых выделяют несколько подклассов, переменные типа Дельты Щита (Delta Scuti) и т. д. У части из них схожие механизмы пульсаций. Это так называемый каппа-механизм, связанный с изменением прозрачности атмосферы звезды с изменением температуры и других условий; изменение прозрачности для потока энергии прямо влияет на количество энергии, которое звезда излучает в космическое пространство и, следовательно, на её яркость. Эти звёзды относятся к разным группам звёздного населения и прежде всего различаются своим положением на разных ветвях диаграммы Герцшпрунга—Рассела — удобного способа классификации звёзд в соответствии с их яркостью (абсолютной звёздной величиной) и температурой (спектральным классом). Но принцип измерения космических расстояний для них похожий: период пульсаций звезды в каждом этом классе связан с яркостью звезды. То есть измеряя то, что можно легко наблюдать с Земли — период колебаний переменной звезды, можно с большой точностью узнать её абсолютную звёздную величину. Сравнив с видимой яркостью звезды на небе, можно определить расстояние до звезды: чем дальше звезда одной и той же яркости, тем она тусклее. Например, недавно, используя в качестве стандартных свечей другой класс переменных звёзд — цефеиды, астрономы смогли составить трёхмерную карту Млечного Пути (см. статью об этом). Но теперь речь идёт об определении свойств гало, то есть оболочки, окружающей диск Галактики и значительно большей его по размеру.
Звёдное гало — компонент нашей и других галактик, простирающийся значительно дальше, чем сам диск галактики (размеры диска, например, в Млечном Пути — около 100 тысяч световых лет). Солнечная система находится в одном из спиральных рукавов галактики на расстоянии 25 тысяч световых лет от центра. А гало содержит самые старые звёзды в галактике и имеет размеры, предположительно, в сотни тысяч световых лет во всех направлениях. Гало изучать значительно сложнее, чем структуру диска, потому что плотность звёздного материала в нём значительно ниже, чем в диске и тем более в балдже — центральной части Галактики. Недавно астрономам удалось уточнить форму звёздного гало, вернее, доказать, что оно не является сферическим, а представляется в виде трёхосного эллипсоида, ещё и наклонённого по отношению к диску Галактики — вероятно, из-за космического катаклизма в виде столкновения несколько миллиардов лет назад с крупной галактикой (Об этом можно почитать в большой статье по ссылке).
Результаты основаны на данных обзора NGVS (Next Generation Virgo Cluster Survey) — программы изучения галактического скопления далеко за пределами Млечного Пути. Речь идёт о скоплении Девы — крупной галактической структуре в соответствующем созвездии, в которой находится эллиптическая галактика M87 — та самая, для которой впервые был получен радиоснимок сверхмассивной чёрной дыры в её центре. Исследование не было специально предназначено для поиска звёзд RR Lyrae. Они, как и другие классы звёзд, находятся на переднем плане, поэтому для изучения удалённой галактики необходимо исключить их из результатов. Поэтому данные по самым далёким звёздам Млечного Пути — это побочный продукт изучения галактического скопления в их фоне.
Согласно предыдущим исследованиям на основе компьютерного моделирования, звёздное гало должно простираться на 300 килопарсек, или 1 миллион световых лет от галактического центра. Астрономы из университета Санта-Круз в Калифорнии обнаружили всего 208 звёзд типа RR Lyrae, которые «мешали» наблюдать галактики в скоплении Девы. Они находятся на расстояниях от 20 до 320 килопарсек. Верхняя граница этого диапазона как раз задаёт возможные размеры нашей Галактики — по крайней мере, на этом расстоянии ещё можно найти принадлежащие ей звёзды. Но на расстоянии 2,5 миллиона световых лет от нас находится другая крупнейшая галактика Местного скопления — Андромеды, которая должна столкнуться с нашей через несколько миллиардов лет. О границах двух галактик ещё известно немного. Например, недавно, используя «подсветку» в виде удалённых квазаров, удалось установить, что газовое гало Андромеды распространяется на 1,3—2 миллиона световых лет (см. об этом подробнее в статье по ссылке). Соотношение между «газовой» и «звёздной» оболочками обеих галактик пока не вполне ясно, хотя очевидно, что их размеры коррелируют друг с другом. Но результаты показывают, что внешние окраины галактик почти соприкасаются; для астрономов из далёких галактик, например, того же скопления Девы (если таковые существуют), наши галактики, наверное, уже вошли в фазу слияния.