Астрономы обнаружили Магелланову корону — защитный экран, окружающий карликовые галактики

386

Исследователи подтверждают существование неуловимой Магеллановой короны, защитного ореола горячего ионизированного газа, ранее известного только в теории.

В течение миллиардов лет самые массивные космические спутники Млечного Пути — Большое и Малое Магеллановы Облака — совершали путешествие в космосе, вращаясь вокруг друг друга и испытывали влияние гравитационного притяжения нашей собственной галактики.

Недавние теоретические предсказания показывали, что эти карликовые галактики-спутники должны быть защищены всепроникающим щитом, который не позволяет Млечному Пути удалять из них звездообразующий газ. Эта так называемая Магелланова корона, состоящая из сверхзаряженного газа с температурой в полмиллиона градусов, будет действовать как своего рода космический щит вокруг Магеллановых Облаков, сохраняя диск и звезды относительно невредимыми. Несмотря на то, что моделирование показывает, что Магелланова корона должна существовать, она оставалась неуловимой.

Используя комбинацию уникального ультрафиолетового зрения космического телескопа Хаббл и дальнего ультрафиолетового спектроскопа, а также зондирующую способность далеких квазаров, астрономы, наконец, смогли обнаружить и нанести на карту Магелланову корону.

Открытие этого рассеянного ореола горячего газа, простирающегося более чем на 100 000 световых лет от Большого Магелланова Облака и покрывающего большую часть южного неба, подтверждает предсказание. Оно также проливает свет на понимание того, как маленькие галактики могут взаимодействовать с более крупными галактиками без потери топлива, необходимого для будущего звездообразования.

В течение миллиардов лет Большое и Малое Магеллановы Облака — крупнейшие галактики-спутники Млечного Пути — совершали опасные путешествия. Обращаясь друг вокруг друга по мере того, как они притягиваются к нашей родной галактике, они начали «распутываться», оставляя за собой следы газообразных остатков. И все же эти карликовые галактики остаются почти нетронутыми, с продолжающимся активным звездообразованием, что ставит астрономов в тупик.

«Многие ученые изо всех сил пытались объяснить, как эти потоки материала могли быть там», — говорит Дханеш Кришнарао, автор исследования. «Если газ был удален из этих галактик, как они все еще формируют звезды?»

Команда астрономов во главе с Кришнарао, наконец, нашла ответ с помощью данных космического телескопа Хаббл и вышедшего на пенсию спутника под названием Far Ultraviolet Spectroscopic Explorer (FUSE). Они обнаружили, что Магелланова система окружена короной, защитным экраном из горячего газа. Она окружает две галактики коконом, предотвращая утечку их запасов газаи, следовательно, позволяя им продолжать формировать новые звезды.

Это открытие, которое было опубликовано в журнале Nature, касается нового аспекта эволюции галактик. «Галактики окутывают себя газообразными коконами, которые действуют как защитные щиты от других галактик», — говорят исследователи.

Магелланова корона
Ученые использовали спектроскопические наблюдения ультрафиолетового света квазаров, чтобы обнаружить и нанести на карту Магелланову корону, диффузный ореол горячего сверхзаряженного газа, окружающий Малые и Большие Магеллановы Облака. Показанная фиолетовым цветом корона простирается более чем на 100 000 световых лет от основной массы звезд, газа и пыли, составляющих Магеллановы Облака, смешиваясь с более горячей и обширной короной, окружающей Млечный Путь. Авторы и права: НАСА, ЕКА, Лия Хустак (STScI)

Несколько лет назад астрономы предсказали существование короны. «Мы обнаружили, что если мы включим корону в моделирование Магеллановых Облаков, падающих на Млечный Путь, мы сможем впервые объяснить массу извлекаемого газа. Мы знали, что Большое Магелланово Облако должно быть достаточно массивным, чтобы иметь корону».

Однако, покрывая огромную часть южного неба и простираясь более чем на 100 000 световых лет от Магеллановых облаков, корона почти невидима. Фактически, для ее картирования потребовалось просмотреть архивные данные за 30 лет.

Ученые считают, что корона галактики — это остаток первичного газового облака, которое миллиарды лет назад коллапсировало, образовав галактику. Хотя короны были замечены вокруг более далеких карликовых галактик, астрономам никогда раньше не удавалось исследовать их так подробно, как сейчас.

«Существует множество предсказаний компьютерного моделирования о том, как они должны выглядеть, как они должны взаимодействовать в течение миллиардов лет, но с точки зрения наблюдений мы не можем проверить большинство из них, потому что карликовые галактики, как правило, слишком сложно обнаружить», — говорят ученые. «Поскольку они находятся прямо у нашего порога, Магеллановы Облака предоставляют фантастическую возможность изучить, как взаимодействуют и развиваются карликовые галактики».

Вид Малого Магелланова Облака
Часть набора данных SMASH, показывающая, возможно, лучший широкоугольный вид Малого Магелланова Облака на сегодняшний день.

В поисках прямых доказательств существования Магеллановой короны исследовательская группа просмотрела архивы Хаббла и FUSE в поисках ультрафиолетовых наблюдений за квазарами, расположенными в миллиардах световых лет от нее.

Квазары — чрезвычайно яркие ядра галактик, содержащие массивные активные черные дыры. Хотя ученые рассудили, что корона будет слишком тусклой, чтобы ее можно было увидеть, они думали, что она должна быть видна как своего рода туман, скрывающий и поглощающий отчетливые узоры яркого света от квазаров на заднем плане. Наблюдения Хаббла за квазарами использовались в прошлом для картографирования короны, окружающей галактику Андромеды.

Малое и Большое Магеллановы Облака
Малое и Большое Магеллановы Облака

Анализируя узоры в ультрафиолетовом свете от 28 квазаров, исследователи смогли обнаружить и охарактеризовать материал, окружающий Большое Магелланово Облако, и подтвердить существование короны. Как и предсказывалось, спектры квазаров содержат отчетливые признаки углерода, кислорода и кремния, которые составляют гало горячей плазмы, окружающее галактику.

Для обнаружения короны потребовались чрезвычайно подробные ультрафиолетовые спектры. «Разрешение Хаббла и FUSE имело решающее значение для этого исследования», — объяснил  Дханеш Кришнарао. «Коронный газ настолько рассеян, что его почти нет». Кроме того, он смешивается с другими газами, в том числе с потоками Магеллановых Облаков и веществом из Млечного Пути.

Сопоставив результаты, исследовательская группа также обнаружила, что количество газа уменьшается по мере удаления от центра Большого Магелланова Облака. «Это идеальный контрольный признак того, что эта корона действительно существует. Это действительно кокон галактики и ее защита».

Но как такая тонкая газовая пелена может защитить галактику от разрушения?

«Все, что пытается проникнуть в галактику, должно сначала пройти через этот материал, чтобы он мог поглотить часть этого удара», — объяснили астрономы.

«Кроме того, корона — это первый материал, на который можно воздействовать. Имея в наличии корону, вы защищаете газ, находящийся внутри самой галактики и способный образовывать новые звезды».

Исследование было опубликовано в журнале Nature.

Смотрите также:
Подписаться
Уведомление о
0 Комментарий
Встроенные отзывы
Посмотреть все комментарии