Галактики гораздо больше, чем кажутся. Их звездная масса погружена в чрезвычайно разреженное газовое облако из атомарного водорода, простирающееся на сотни килопарсек. В этом гало сосредоточено примерно 70 процентов их видимой массы. Ученые впервые представили спектр внутренней области окологалактической среды одной из близких к нам галактик.
Газовое гало / © Cristy Roberts ANU/ASTRO 3D
Окологалактическую среду открыли и до сих пор изучали с помощью линий поглощения в спектрах квазаров. Этим методом установили примерный состав газа. Однако прямые наблюдения за структурой окраинной оболочки отсутствовали.
Особенно интересна граница с галактическим диском, на которой происходит обмен газовым веществом. В журнале Nature Astronomy опубликованы первые данные о наблюдении за этой областью на примере галактики IRAS 08339+6517 (далее IRAS08). Авторам из Австралии, Великобритании и США удалось заглянуть на 30 килопарсек вглубь окологалактической среды и, используя новый чувствительный метод получения спектра, сделать выводы о том, что там происходит.
Спиральная галактика IRAS08 расположена в 270 миллионов световых лет от нас (расстояние по светимости — 83 мегапарсек). Почти весь ее звездный свет исходит из диска радиусом примерно 2,4 килопарсека, то есть она довольно компактная. Для своих размеров и звездной массы галактика проявляет ряд экстремальных свойств, что указывает на активное звездообразование в ней.
Ученые проследили за газовым гало, насколько позволяла техника, и отметили, где физические характеристики среды изменились.
«Мы увидели, где заканчивается воздействие галактики, область перехода, где она сливается со своим окружением и соединяется с обширной космической паутиной и другими галактиками. Обычно эти границы очень размыты, но в этом случае мы их нашли», — отметила в пресс-релизе первый автор работы Николь Нильсен из Технологического университета Суинберна (Австралия), ASTRO 3D и Университета штата Оклахома в США.
Ученые установили, что ионизированный газ внутри окологалактической среды отличается от того, что наблюдается в пределах галактического диска. Хотя температура там 104 кельвин, это считается относительно прохладными областями в сравнении с основной массой газового гало (106 кельвин).
«Там газ разогревается иначе, чем внутри галактики, вероятно, за счет диффузного излучения объединенных галактик во Вселенной. Свой вклад вносят, возможно, ударные волны», — добавила Нильсен.
Для наблюдения использовали Keck Cosmic Web Imager (KCWI), спектрограф интегрального поля, установленный на телескопе Keck II на Гавайях. Это один из самых чувствительных инструментов в своем классе. Работа требовала очень темного неба, которое возможно только в Обсерватории Кека на Мануа-Кеа.
По словам соавтора статьи Глен Каспржак, KCWI позволил выйти на новый уровень в исследованиях разреженной газовой среды вокруг галактик. Вместо того чтобы получать единственный спектр от галактики, ученые теперь могут анализировать тысячи спектров одновременно на одном снимке KCWI. Так удалось впервые получить снимок газового гало галактики.
Исследование помогло приблизиться к ответам на основополагающие вопросы астрономии. Как возникают галактики? Откуда берется газ? Что с ним происходит, куда он девается?
«Окологалактическая среда играет большую роль в круговороте этого газа. Если мы сможем понять, как выглядит газовое гало вокруг галактик на разной стадии звездообразования, то увидим, как они взаимодействуют и запускают процессы изменения друг друга», — пояснила Нельсен.
По мнению авторов новой научной работы, вполне возможно, наш Млечный Путь уже пересекается и взаимодействует со своей соседкой — Туманностью Андромеды.
