|
Гало должны быть у всех галактик во Вселенной
|
|
|
|
Вы когда-нибудь хотели поставить на кон 150 000 долларов? Если вы правы, вы открываете новое окно во Вселенную. Но если вы ошибаетесь, то просто потратили впустую кучу денег и времени. Это именно то, что сделала моя команда, когда мы направили телескоп Keck в обсерватории Мауна-Кеа на Гавайях на то, что выглядело как пустое пространство, надеясь обнаружить скрытый газ, который окутывает все галактики во Вселенной. В диспетчерской раздались радостные возгласы, когда мы поняли, что наша авантюра принесла свои плоды.
|
|
|
|
В исследовании, опубликованном сегодня в журнале Nature Astronomy, мы представляем первое подробное изображение газовой пелены вокруг галактики, простирающейся на 100 000 световых лет в "пустое" пространство. Если у нашего собственного Млечного Пути есть похожее гало, то оно, вероятно, уже взаимодействует с гало нашей ближайшей соседки по галактике Андромеды.
|
|
Большая часть Вселенной - это не яркие звезды
|
|
|
|
Большая часть вещества во Вселенной содержится не в ярких звездах, из которых состоят те впечатляющие изображения галактик, которые мы видим. Во—первых, галактики окружены темной материей, которая, по мнению астрономов, представляет собой некую экзотическую невидимую частицу.
|
|
|
|
Но даже большая часть обычной материи находится не в звездах. Вместо этого она находится в гигантских облаках газа, окружающих галактики.
|
|
|
Мы полагаем, что эти ореолы вокруг галактик содержат до 70-90% обычной материи Вселенной (в основном состоящей из водорода, гелия, углерода, азота и газообразного кислорода).
|
|
|
|
Понимание этого рассеянного газа, из которого возникли все звезды и планеты, которые мы видим, помогает нам лучше понять нашу собственную историю в самых грандиозных масштабах.
|
|
|
|
Однако это газовое гало распространено на огромных пространствах, что делает его чрезвычайно слабым. На самом деле, оно в 10 000-100 000 раз слабее, чем яркие части галактик.
|
|
|
|
Мы знаем об этих газовых ореолах с 1950-х годов, когда астрономы обнаружили, что они поглощают свет определенных частот, проходящий через них.
|
|
|
|
Однако эти измерения сводят гигантские области пространства, простирающиеся на сотни тысяч световых лет, к одной точке — поэтому мы очень мало знали о точном размере или форме гало, а также о том, как газ течет между ними и галактиками-хозяевами.
|
|
Как увидеть галактическое гало
|
|
|
|
Долгое время считалось, что получить изображение гало невозможно. Однако все изменилось с появлением нового вида спектрографа — устройства для просмотра спектра различных длин волн света на изображении, получившего название "срезчик изображений".
|
|
|
|
Устройство для нарезки изображений позволяет нам получать спектроскопические изображения областей ночного неба на гораздо более слабом уровне, чем приборы предыдущего поколения.
|
|
|
|
Команда под руководством Криса Мартина из Калифорнийского технологического института (одного из наших сотрудников по этому проекту) создала ультраслабый спектрограф под названием Keck Cosmic Web Imager и установила его на телескопе Keck. Телескоп Keck является одним из крупнейших оптических телескопов в мире, а его расположение на вершине вулкана Мауна-Кеа на Гавайях является одним из лучших астрономических объектов в мире.
|
|
|
|
Благодаря новому устройству мы можем видеть на небе объекты, которые кажутся очень слабыми.
|
|
|
|
С помощью этого прибора мы всю ночь наблюдали за кажущимся пустым пространством вокруг галактики. За этим последовала интенсивная работа по анализу данных, поскольку мы работали на пределе возможностей телескопа.
|
|
|
|
Заслуга в этом принадлежит Никки Нильсен, ныне профессору Университета Оклахомы, которая руководила анализом данных и написанием статьи, когда работала в нашей команде в университете Суинберна. К нашему восторгу, авантюра окупилась, и мы получили данные, которые позволили нам создать изображение газового ореола вокруг одной галактики.
|
|
Как выглядит газовая пелена вокруг галактик?
|
|
|
|
Наша команда сделала снимки свечения водорода и кислорода над областью, которая в десять раз больше того, что обычно называют "галактикой".
|
|
|
|
Это было захватывающе! Во-первых, потому, что подтвердилась идея о том, что большая часть обычной материи Вселенной находится в этих диффузных газовых ореолах.
|
|
|
|
Мы также обнаружили, что галактика не сливается плавно с окружающим ее гало. Наблюдается резкий переход от одного к другому.
|
|
|
|
В прошлом было много споров о природе этого перехода. В наших данных легко увидеть резкое изменение вблизи границы расположения подавляющего большинства звезд.
|
|
|
|
Почему мы вообще можем видеть гало?
|
|
|
|
До сих пор остается загадкой, почему мы вообще можем видеть газ. Оно светится, но мы не знаем почему.
|
|
|
|
Мы часто видим свечение газообразного водорода внутри галактики, но там мы знаем, что он светится, потому что был разогрет сильным излучением близлежащих звезд. Однако за пределами галактики недостаточно близких звезд, чтобы нагреть газ настолько, чтобы объяснить наблюдаемое нами свечение.
|
|
|
|
Одна из версий заключается в том, что гало состоит из потоков газа, движущихся в разных направлениях. Когда потоки сталкиваются на высокой скорости, ударная волна заставляет их светиться.
|
|
|
|
Другая возможность заключается в том, что некоторые очень тяжелые звезды и некоторые черные дыры (обе внутри галактик) излучают очень большое количество ультрафиолетового света. Часть этого света может выходить за пределы галактики и обеспечивать своего рода фоновое ультрафиолетовое освещение космоса.
|
|
|
|
В сочетании с быстро движущимися потоками газа ультрафиолетового фона может быть достаточно для создания свечения, которое мы видели, но потребуется больше наблюдений, чтобы сказать наверняка.
|
|
|
|
Источник
|
