Структура межгалактического пространства у границ Млечного Пути оказалась неравномерной

Изучение структуры горячих облаков газа вокруг Млечного Пути показало, что у ближайших окрестностей нашей Галактики неожиданно пестрый облик, который отражает 10 млрд лет ее истории. В частности, ученые выяснили, что источники рентгеновского излучения расположены по этим облакам достаточно неравномерно. Статью с описанием исследования опубликовал научный журнал Nature Astronomy.

«Мы ожидали, что эти скопления газа будут более однообразными. Однако оказалось, что Млечный Путь и другие галактики вовсе не замкнутые системы. Они постоянно взаимодействуют с окружающим их межгалактическим веществом, выбрасывая туда свою материю и забирая часть газа назад», – рассказал один из авторов статьи, профессор Университета штата Айова (США) Филип Каарет.

Все галактики во Вселенной окружает так называемая межгалактическая среда. В ней находитс очень разреженная смесь газов, которая состоит в основном из водорода с небольшой примесью гелия. Ученые считают, что эта холодная материя, которая сосредоточена вдоль невидимых нитей вселенской «паутины» из темной материи, служит главным источником водорода и гелия, который нужен для формирования новых звезд в активных галактиках.

Газы из межгалактической среды постоянно взаимодействуют с материей, которая выбрасывается из галактик в результате вспышек сверхновых, а также активности сверхмассивных черных дыр. Ученые считают, что от характера их перемешивания и движения зависит дальнейшая эволюция галактик.

Наблюдения показывают, что примерно в половине близких к нам галактик выбросы черных дыр и сверхновых практически полностью подавили образование звезд. Астрономы предполагают, что это связано как с тем, что запасы холодного газа и пыли внутри них разогреваются, а также с тем, что их выбросы мешают материи межгалактической среды «падать» на галактики и пополнять запасы звездных «стройматериалов».

Невидимые окраины Галактики
Профессор Каарет и его коллеги впервые детально изучили свойства этого горячего газа. Для этого они использовали микроспутник HaloSat, который создали в Университете штата Айова для изучения так называемой галактической короны. Так ученые называют скопления из очень разреженного и горячего газа в межгалактической среде, которые окружают внешние границы галактик, в данном случае – Млечного Пути.

Галактическая корона Млечного Пути интересует астрофизиков сразу по нескольким причинам: например, потому, что в них может скрываться значительная часть материи, которая гравитационно связана с нашей Галактикой. Она остается практически невидимой для астрономических инструментов. Дело в том, что она очень сильно ионизирована и почти полностью пропускает через себя лучи света и многие другие формы излучения, с помощью которых астрономы могут наблюдать за космическими объектами.

Каарет и его команда попытались оценить ее размеры, структуру и массу. Для этого они наблюдали, как много рентгеновского излучения вырабатывают сильно ионизированные атомы кислорода в подобных скоплениях газа. В этом ученым помог орбитальнйы зонд HaloSat, который на протяжении последних двух лет отслеживал подобные вспышки на всей площади ночного неба.

С одной стороны, эти наблюдения подтвердили, что нашу Галактику окружает дискообразное скопление из газа. С другой неожиданно оказалось, что источники рентгеновского излучения, связанные с облаками горячего газа, были распределены по межзвездной среде неравномерно. Это говорит о том, что значительная часть этого межзвездного газа относительно недавно находилась внутри Млечного Пути. Из его пределов эту материю выбросили вспышки сверхновых.

«Мы заметили, что скопления межзвездного газа рядом с регионами активного звездообразования в Млечном Пути вырабатывают гораздо больше рентгеновского излучения, чем другие области галактической короны. Скорее всего, мы наблюдаем за газом, который в далеком прошлом поглотила наша Галактика. Он поучаствовал в процессе звездообразования и затем был выброшен назад в межгалактическую среду», – пояснил профессор.

Ученые надеются, что благодаря дальнейшему изучению этих источников рентгеновского излучения они смогут оценить массу галактической короны. Это очень важно для проверки теорий, которые объясняют, почему масса всех изученных скоплений видимой материи в окружающей нас Вселенной оказалась примерно в два раза меньше, чем это предсказывают космологические теории.