Визуализация газовой оболочки вспыхнувшей галактики IRAS 08339+6517. Фото предоставлено: Кристи Робертс ANU/ASTRO 3D
Если эта галактика является типичной, то исследование, опубликованное сегодня в журнале Nature Astronomy, предполагает, что наша галактика уже взаимодействует со своим ближайшим соседом Андромедой.
Где заканчивается галактика и начинается космос? Это кажется простым вопросом, пока вы не присмотритесь к газу, окружающему галактики, который называется окологалактической средой.
Гало газа, окружающее диск звезды, составляет около 70% массы галактики (без учета темной материи), но до сих пор остается загадкой. До сих пор мы могли наблюдать газ только путем измерения света от фонового объекта, такого как квазар, который поглощается газом.
Это ограничивает изображение облака лучом, похожим на карандаш.
Однако новое исследование теперь наблюдало окологалактическую среду галактики на расстоянии 270 миллионов световых лет, которая является домом для множества звезд. Используя новые методы визуализации глубины, исследователь смог обнаружить светящееся газовое облако за пределами галактики — насколько мог видеть глаз — на расстоянии 100 000 световых лет в космосе.
Чтобы представить себе огромные масштабы этого газового облака, представьте, что звездный свет галактики – то, что мы обычно называем диском – простирается всего на 7800 световых лет от ее центра.
Нынешнее исследование наблюдало физическую связь водорода и кислорода из центра галактики далеко в космос и показало, что физические условия газа изменились.
«Мы находили его повсюду, куда бы ни посмотрели, что было действительно захватывающе и в некоторой степени удивительно», — говорит доцент Николь М. Нильсен, ведущий автор статьи и исследователь из Университета Суинберна и ASTRO 3D, а также доцент Университета Оклахомы.
Дополнительные авторы статьи прибыли из Суинберна, Техасского университета в Остине, Калифорнийского технологического института в Пасадене, Калифорнийского университета в Сан-Диего и Даремского университета.
«Сейчас мы видим, где заканчивается влияние галактики, переход, когда она становится частью окружающей среды и, наконец, где она соединяется с большей космической паутиной и другими галактиками. Обычно все это нечеткие границы», — говорит доктор. Нильсен.
«Но в данном случае мы, похоже, нашли в этой галактике довольно четкую границу между ее межзвездной средой и ее окологалактической средой».
В ходе исследования наблюдалось, как звезды в галактике ионизируют газ своими фотонами.
Ведущий автор Никки Нильсен со своими коллегами Гленном Качпрзаком и Стефани Пойнтон перед газетой Keck-Spiegel. Фото предоставлено: Информация от:
«В CGM газ нагревается чем-то иным, чем типичные условия внутри галактик. Это, вероятно, включает в себя нагрев от диффузных выбросов галактического сообщества во Вселенной, и, возможно, также вносят свой вклад ударные волны», — говорит доктор. Нильсен.
«Именно это интересное изменение важно и дает некоторые ответы на вопрос, где заканчивается галактика», — говорит она.
Открытие стало возможным благодаря телескопу Keck Cosmic Web Imager (KCWI) на 10-метровом телескопе Кека на Гавайях, который имеет встроенный полевой спектрограф и является одним из самых чувствительных инструментов такого рода, действующих в настоящее время.
«Эти уникальные наблюдения требуют очень темного неба, доступного только в обсерватории Кека на Мауна-Кеа», — сказала одна из авторов статьи, доцент Суинберна Динн Фишер.
Ученые ASTRO 3D получили доступ к KCWI через Суинбернский университет.
«Партнерство Суинберна с обсерваторией В.М. Кека позволило нашей команде по-настоящему раздвинуть границы возможного», — говорит другой автор, доцент Гленн Качпржак. «KCWI действительно изменил способ измерения и количественной оценки диффузного газа вокруг галактик».
Благодаря этому прибору ученым больше не нужно проводить единственное наблюдение, которое дает единый спектр газа в галактике, теперь они могут получать тысячи спектров одновременно, используя одно изображение от KCWI.
«Это первый раз, когда нам удалось сфотографировать этот ореол материала вокруг галактики», — говорит профессор Эмма Райан-Вебер, директор ASTRO 3D.
Исследование добавляет еще одну часть к загадке одного из важнейших вопросов астрономии и эволюции галактик: как развиваются галактики? Откуда они берут бензин? Как они перерабатывают этот газ? Куда уходит газ?
«Окологалактическая среда играет важную роль в этом круговороте газа», — говорит доктор. Нильсен. «Теперь, когда мы можем понять, как выглядит CGM вокруг галактик разных типов — тех, в которых звезды формируются, тех, в которых звезды больше не формируются, и тех, которые находятся в процессе перехода между ними, — мы можем наблюдать различия в этом газе». что может быть причиной различий внутри самих галактик, а изменения в этом резервуаре могут фактически вызывать изменения в самой галактике».
Исследование напрямую связано с миссией ASTRO 3D. «Это помогает нам понять, как галактики со временем наращивают массу», — говорит профессор Райан-Вебер.
Результаты также могут иметь значение для того, как взаимодействуют разные галактики и как они влияют друг на друга.
«Весьма вероятно, что CGM нашего Млечного Пути и Андромеды уже перекрываются и взаимодействуют», — говорит доктор. Нильсен.
Информация от: Центром передового опыта всей небесной астрофизики ARC в 3D (ASTRO 3D).
