Хаббл обнаружил экран, защищающий пару карликовых галактик

В течение миллиардов лет крупнейшие галактики-спутники Млечного Пути — Большое и Малое Магеллановы Облака — совершали опасные трюки. Вращаясь друг вокруг друга по мере того, как притягивались к нашей галактике, они начали распутываться, оставляя за собой следы газообразных обломков.

И все же, к удивлению астрономов, эти карликовые галактики остаются нетронутыми, и в них продолжается бурное звездообразование.

«Многие люди изо всех сил пытались объяснить, как потоки материала могли оказаться там», — сказал Дханеш Кришнарао, доцент Колорадского колледжа. «Если газ был удален из этих галактик, как они все еще формируют звезды?»

С помощью данных космического телескопа Хаббла НАСА и бывшего спутника Far Ultraviolet Spectroscopic Explorer (FUSE) группа астрономов во главе с Кришнарао наконец нашла ответ: Магелланова система окружена короной - защитным экраном из горячего газа. Он окружает две галактики коконом, предотвращая утечку их запасов газа в Млечный Путь и, следовательно, позволяя им продолжать формировать новые звезды.

Это открытие, опубликованое в журнале Nature, касается нового аспекта эволюции галактик. «Галактики окутывают себя газообразными коконами, которые действуют как защитные щиты от других галактик», — сказал Эндрю Фокс из Научного института космического телескопа в Балтиморе, штат Мэриленд.

Астрономы предсказали существование короны несколько лет назад. «Мы обнаружили, что если включим корону в моделирование Магеллановых Облаков, падающих на Млечный Путь, мы сможем впервые объяснить массу извлекаемого газа», — объяснила Елена Д’Онгиа, со-исследователь из Университета Висконсин-Мэдисон. «Мы знали, что Большое Магелланово Облако должно быть достаточно массивным, чтобы «носить» корону».

Хотя корона простирается более чем на 100 000 световых лет от Магеллановых облаков и покрывает огромную часть южного неба, она фактически невидима. Для её картирования потребовалось просмотреть архивные данные за 30 лет в поисках подходящих измерений.

Исследователи 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 еще никогда не удавалось исследовать их так подробно, как сейчас.

«С помощью компьютерных симуляций можно сделать множество прогнозов 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», — сказал Кришнарао. «Поскольку они находятся прямо у порога, Магеллановы Облака предоставляют идеальную возможность изучить, как взаимодействуют и развиваются карликовые галактики.

В поисках прямых доказательств существования Магеллановой короны команда прочесала архивы Хаббла и FUSE в поисках ультрафиолетовых наблюдений за квазарами, расположенными в миллиардах световых лет позади них. Квазары — это чрезвычайно яркие ядра галактик, в которых находятся массивные активные черные дыры. Команда пришла к выводу, что хотя корона будет слишком тусклой, чтобы ее можно было увидеть, 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.

Анализируя узоры в ультрафиолетовом свете от 28 квазаров, команда смогла 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 требовались чрезвычайно подробные ультрафиолетовые спектры. «Разрешение Хаббла и FUSE имело решающее значение для этого исследования», — объяснил 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, происходящим из Млечного Пути.

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

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 удара», — объяснил Кришнарао. «Кроме того, корона — это первый материал, который можно извлечь. Отдавая немного короны, вы защищаете газ, который находится внутри самой галактики и способен образовывать новые звезды».