Пустоты, образованные умирающими звездами, обнаружены в межзвездном газе нашей Галактики

Часто кажется, что когда люди умирают, они оставляют после себя пустоту. В случае массивных звезд это оказывается физически верным.

Новый анализ плотного газа, дрейфующего между звездами в галактике Млечный Путь, выявил отпечаток пузырьков, которые расширяются в пространство, когда массивная звезда становится сверхновой в конце своей жизни. Эти призрачные следы, говорят ученые, фиксируют историю гибели звезд и вращения Млечного Пути.

Пространство между звездами не совсем пустое. В этих пустотах дрейфует газ, иногда собирающийся в более рассеянные облака, состоящие в основном из атомарного водорода. В этих облаках рождаются звезды, когда они становятся достаточно плотными; а когда звезды умирают, они засевают эти облака элементами, которые они выковали в своих ядрах.

Однако как эти облака формируются, упорядочиваются и перерабатываются по всей галактике, до конца не ясно. Поэтому группа астрономов под руководством Хуана Диего Солера из Итальянского национального института астрофизики (INAF) в Италии занялась изучением структур, обнаруженных в нейтральном атомарном водороде, который пронизывает нашу галактику.

Команда использовала данные, собранные в рамках проекта HI4PI - всегалактической съемки, которая изучала небо в радиоволновом диапазоне, чтобы получить карту нейтрального атомарного водорода во всем Млечном Пути.

Это самое подробное исследование такого рода, проведенное на сегодняшний день, которое позволяет определить не только распределение водорода в галактике, но и его скорость. Объединив эти данные с моделью вращения Млечного Пути, исследователи могут определить расстояние до структур в газе.

Используя эти данные, команда применила алгоритм, обычно используемый для анализа спутниковых фотографий, выделив в водороде тонкие структуры, которые невозможно было бы определить на глаз.

Они состояли из разветвленной сети тонких нитей газа, известных как филаменты, причем те из них, которые находились вблизи диска, были в основном перпендикулярны плоскости галактики Млечный Путь; те, которые не были перпендикулярны, казались случайно ориентированными. На больших расстояниях от диска Млечного Пути, за пределами около 33 000 световых лет, нити были в основном параллельны галактической плоскости.

Команда интерпретировала эти сети как отпечаток обратной связи сверхновых в газе Млечного Пути.

"Скорее всего, это остатки многочисленных взрывов сверхновых, которые вздымают газ и образуют пузырьки, которые лопаются, когда достигают характерного масштаба галактической плоскости, подобно пузырькам, которые достигают поверхности в бокале игристого вина", - сказал астроном Ральф Клессен из Гейдельбергского университета в Германии.

"Тот факт, что мы видим в основном горизонтальные структуры во внешней части Млечного Пути, где сильно уменьшается количество массивных звезд и, соответственно, меньше сверхновых, говорит о том, что мы регистрируем вклад энергии и импульса от звезд, формирующих газ в нашей галактике".

Это, по словам команды, может стать новым зондом для понимания динамических процессов, которые сформировали диск Млечного Пути, и инструментом для проведения галактической археологии - изучения окаменелостей древних процессов для реконструкции истории нашей галактики.

Он также предлагает новый контекст для интерпретации других явлений, которые могут быть обнаружены в окрестностях нитей.

"Межзвездная среда - материя и излучение, существующие в пространстве между звездами, - регулируется образованием звезд и сверхновых, причем последние представляют собой сильные взрывы, происходящие на последних стадиях эволюции звезд, которые более чем в десять раз массивнее Солнца", - говорит астроном Патрик Хеннебель из Центра ядерных исследований Сакле во Франции.

"Ассоциации сверхновых очень эффективно поддерживают турбулентность и поднимают газ в расслоенном диске. Обнаружение этих нитевидных структур в атомарном водороде является важным шагом в понимании процесса, ответственного за звездообразование в масштабах галактики".

Исследование было опубликовано в журнале Astronomy & Astrophysics.