Астрономы обнаружили, что наша галактика горит — в буквальном смысле

Внимание!

Внимание!

Срочное предупреждение!

Это не учебная тревога!

Млечный путь в огне!

Повторяю!

Млечный путь в огне!

Активированы протоколы эвакуации.

Все земные формы жизни должны быть перемещены в галактику Андромеды немедленно!

Повторяю!

Подождите, пожар в нашей родной галактике?

Все дело в невероятно горячем газе, окружающем Млечный Путь.

Этот газ не просто очень горячий, он существует уже миллиарды лет.

Но что же нагревает этот газ и поддерживает его в таком состоянии?

Млечный Путь содержит гораздо больше газа, чем звезд, и этот газ имеет ключевое значение для формирования новых звезд.

На протяжении миллиардов лет этот массивный резервуар позволял галактике продолжать производить звезды.

Однако этот газ невероятно разрежен и распределен по большой площади, что делает его наблюдение практически невозможным.

Долгое время это затрудняло определение того, сколько газа действительно содержится в Млечном Пути.

Но в последние десятилетия исследователи наконец подтвердили, что галактика действительно окружена огромной сферой горячего газа.

Это газовое облако простирается на расстоянии до 700 тысяч световых лет от центра галактики и достигает температур в несколько миллионов градусов.

Сначала ученые думали, что невероятная температура газа обусловлена гравитацией Млечного Пути.

Они полагали, что гравитация заставляет газ закручиваться, не позволяя ему падать внутрь и нагреваться в процессе.

Но недавно ученые обнаружили нечто даже более удивительное.

Второй слой газа.

И он еще горячее.

Как же мы обнаружили этот газ с температурой около 10 миллионов градусов Цельсия?

Слабые рентгеновские лучи, проникающие изо всех сторон космоса, выдали наличие этого газа.

Кроме того, газ поглощал свет далеких квазаров, ярких объектов далеко за пределами нашей галактики.

Неудивительно, что ученые начали искать источники тепла, которые могли бы объяснить это странное явление.

Они вскоре выяснили, что два типа газа, газ, испускающий рентгеновские лучи, и газ, поглощающий эти лучи, происходят из разных областей галактики.

Газ, испускающий рентгеновские лучи, по-видимому, образуется в раздутой области вокруг звездного диска Млечного Пути.

Эта область — прямой результат звездообразования в галактике, которое все еще продолжается.

Массивные звезды в этих регионах в конечном итоге взрываются как сверхновые, высвобождая огромное количество энергии.

Эта энергия нагревает окружающий газ до экстремальных температур,

Газ, нагретый сверхновыми, становится турбулентным, перемещается хаотично.

Часть его уходит в пространство вокруг галактики, в то время как часть охлаждается и возвращается обратно к диску.

Этот непрерывный цикл нагревания, охлаждения и движения сохраняет горячий слой газа видимым в рентгеновских лучах.

Поглощающий газ обогащен такими элементами, как сера, магний и неон.

Эти элементы создаются внутри массивных звезд в результате ядерных реакций и выбрасываются в космос в ходе взрывов сверхновых.

Убегающие звезды, выброшенные из диска Млечного Пути, также вносят вклад в этот процесс.

Когда они взрываются как сверхновые, то создают участки обогащенного газа над диском галактики.

Излучающие рентгеновские лучи газ образует светящийся слой вокруг диска Млечного Пути.

Этот слой никогда не исчезает из-за процессов образования звезд и активности сверхновых, происходящих в галактике.

Вместе эти процессы объясняют как поглощающие, так и излучающие сигналы, наблюдаемые астрономами.

Образование звезд, взрывы сверхновых и движение газов вместе формируют Млечный Путь.

Горячий газ не только помогает регулировать звездообразование, но и перераспределяет материалы, созданные внутри звезд.

А элементы, произведенные в ядрах звезд, распространяются по галактике благодаря сверхновым, становясь строительными блоками для будущих поколений звезд.

Исследовательская группа планирует продолжить наблюдение за газом на других длинных волн света.

Это может дать нам еще больше информации о том, как ведет себя газ и из чего он состоит.

И как только мы поймем динамику этого газа, вероятно, мы узнаем больше о том, как галактики, подобные Млечному Пути, эволюционируют.

Нам нужны все данные, которые мы можем собрать, ведь мы даже не знаем истинную форму нашей галактики.

Недавние открытия показали, что Млечный Путь – это не плоский диск, как считалось ранее.

Нет, у него искривленная структура.

И что самое удивительное, причиной этой деформации может быть темная материя.

Первое подтверждение того, что Млечный Путь не является идеально плоским диском, было получено в результате наблюдений космического аппарата Gaia.

Gaia зафиксировал положение движения более миллиарда звезд, и его наблюдения показали, что Млечный Путь простирается гораздо дальше, чем считалось изначально.

По краям галактический диск имеет волнистую, искривленную структуру с серьезными деформациями вдоль внешнего края.

Но что вызывает искривление?

Эти деформации могут быть результатом древних галактических столкновений.

Например, столкновением Млечного Пути с карликовой галактикой Стрельца около 6 миллиардов лет назад.

Однако новое исследование предполагает другую возможность.

Искривление может быть вызвано наклоном гало темной материи, окружающего нашу галактику.

Гало из темной материи — это невидимые, но массивные структуры, окружающие большинство галактик, включая Млечный Путь.

Эти гало содержат большую часть массы галактики и оказывают сильное гравитационное влияние на ее структуру.

Если гало из темной материи наклонено относительно плоскости галактики, его гравитационные эффекты со временем могут искажать галактику.

Чтобы выяснить, соответствует ли эта теория действительности, исследователи использовали данные из детализированных компьютерных симуляций, моделирующих эволюцию галактик, приправляя процесс темной материи и взаимодействиями между материей и магнитными полями.

Анализ показал, что внутренняя область Галло темной материи действительно может значительно наклоняться относительно плоскости галактики.

Этот наклон может быть вызван галактическими столкновениями или близкими встречами с другими галактиками.

Такие наклоненные гало могут оставаться в таком положении на протяжении миллиардов лет.

Этого вполне достаточно, чтобы деформировать галактический диск.

В то же время это явление не является чем-то уникальным.

Астрономы наблюдали искривленные плоскости и в других галактиках.

Более того, почти половина всех спиральных галактик во Вселенной имеет искривленные диски.

Таким образом, наклоненные гало, темные материи и их гравитационные эффекты могут широко влиять на формирование галактик с течением времени.

Пока мы ищем ответы, Млечный Путь продолжает ярко светить.

Но какая космическая энергия поддерживает его свет?

Что подпитывает процесс звездообразования?

Ведь каждый год в галактике рождается примерно одна звезда размером с Солнце, и ей нужно много топлива.

Для звездообразования необходим водород, самый распространенный элемент во Вселенной.

Но его запасы давно бы истощились, если бы не существовал источник пополнения.

Источником могут быть быстро движущиеся облака водорода, обрушивающиеся на диск галактики.

Водород, питающий Млечный Путь, ионизирован, что затрудняет его обнаружение.

В отличие от атомарного водорода, который излучает свет, ионизированный водород этого не делает.

Вместо этого он поглощает свет, а значит, его можно наблюдать только тогда, когда он проходит перед ярким фоновым источником.

Ранее астрономы использовали квазары — чрезвычайно яркие и далекие космические объекты — в качестве подсветки для обнаружения этих газовых облаков.

К сожалению, в этом случае было невозможно определить, как далеко находятся облака.

Они могли располагаться где угодно между Млечным путем и квазарами, удаленными на миллиарды световых лет.

Чтобы точно определить местоположение газовых облаков, астрономы обратились к спектрографу Cosmic Origins Spectrograph на борту космического телескопа Хаббл.

Они наблюдали за 27 звездами, расположенными в пределах 10 тысяч световых лет от диска Млечного пути.

Проанализировав свет звезд, они обнаружили, что около половины из них заслонены газовыми облаками.

Это значит, что они находились достаточно близко, чтобы питать диск Млечного Пути.

Исследователи подсчитали, что газовые облака содержат общую массу, эквивалентную 110 миллионам Солнц.

Этого огромного запаса водорода более чем достаточно для поддержания звездообразования в Млечном Пути.

Но откуда взялись эти облака?

До сих пор это остается загадкой.

Есть две основные возможности.

Облака могут состоять из водорода, сформировавшегося вскоре после Большого Взрыва первичного газа.

Эти структуры могли оставаться вне любой галактики на протяжении миллиардов лет, только недавно попав под гравитационное воздействие Млечного Пути.

Или облака могут состоять из материала, выброшенного самим Млечным Путем.

Когда звезды взрываются как сверхновые, они могут выбрасывать газ наружу.

Со временем этот материал мог охлаждаться и возвращаться обратно к диску, образуя облака.

Мы сможем выяснить происхождение облаков только после изучения их химического состава.

Газ от взрывающихся звезд содержит более тяжелые элементы, тогда как первичный газ, созданный после Большого взрыва, состоит почти исключительно из водорода и гелия.

Будущие ультрафиолетовые телескопы могут предоставить детальные измерения, необходимые для разрешения этого вопроса.