«Хаббл» зафиксировал гало вокруг галактики Андромеды

Астрономы были удивлены, обнаружив, что этот призрачный, почти невидимый ореол рассеянной плазмы простирается на 1.3 миллиона световых лет от Андромеды, что примерно равно половине расстояния между ней и нашим Млечным Путём. Также было установлено, что в некоторых направлениях гало простирается до двух миллионов световых лет. Это означает, что гало Андромеды точно сталкивается с гало нашей родной Галактики.

Также удалось установить, что гало имеет слоистую структуру с двумя основными вложениями и различные газовые оболочки. В настоящее время это наиболее полное исследование гало, окружающего какую-либо галактику.

«Понимание этих огромных ореолов газа, окружающих галактики, чрезвычайно важно, потому что он содержит топливо для будущих процессов звездообразования в галактике. Также в гало содержатся следы таких событий, как вспышки сверхновых. Оно полно подсказок относительно прошлого и будущего развития галактики, и мы, наконец-то, можем изучить его в мельчайших деталях», – Саманта Берек из Йельского университета Нью-Хейвене, штат Коннектикут, соавтор работы.

«Мы обнаружили, что внутренняя оболочка, которая простирается примерно на полмиллиона световых лет, гораздо сложнее и динамичнее. Внешняя оболочка более гладкая и более горячая. Это различие, вероятно, является результатом воздействия активных сверхновых в диске галактики, непосредственно влияющего на внутреннее гало», – Николас Ленер из Университета Нотр-Дам в Индиане, руководитель исследования.

Характерным признаком этой активности является обнаружение научной группой большого количества тяжёлых элементов в газовом гало Андромеды. Более тяжёлые элементы накапливаются в недрах звёзд, а затем выбрасываются в космос – иногда принудительно, когда звезда умирает. Со временем гало накапливает это вещество звёздных взрывов.

Галактика Андромеды, также известная как M31, представляет собой величественную спираль, состоящую, возможно, из одного триллиона звёзд и сравнимую по размеру с нашей Галактикой. Она находится на расстоянии двух с половиной миллионов световых лет от нас, но это настолько близко по космическим меркам, что в земном небе она выглядит как сигарообразное пятно света. Если бы её газовый ореол можно было увидеть невооружённым глазом, он был бы примерно в три раза протяжённей Большой Медведицы. Можно сказать точно, что это было бы самой главной особенностью ночного неба.

С помощью миссии под названием Project AMIGA (создание карты поглощения ионизированного газа в Андромеде) учёные исследовали излучение от 43 квазаров – очень далёких и очень ярких ядер активных галактик, питаемых чёрными дырами, расположенных далеко за пределами Андромеды. Глядя через гало на свет квазаров, команда наблюдала, как этот свет поглощается гало Андромеды и как это поглощение изменяется в разных областях. Огромный ореол Андромеды состоит из очень разреженного и ионизированного газа, который не испускает излучение, которое легко обнаружить. Поэтому изучение поглощения света, исходящего от фонового источника, является лучшим способом исследования этого вещества.

Для изучения ультрафиолетового излучения квазаров исследователи использовали уникальные возможности космического спектрографа «Хаббла». Ультрафиолет поглощается атмосферой Земли, что делает невозможным наблюдение с помощью наземных телескопов. Учёные использовали спектрограф для выявления ионизированного газа углерода, кремний и кислорода. Атом становится ионизированным, когда жёсткое излучение лишает его одного или нескольких электронов.

Гало Андромеды уже исследовалось командой Ленера. В 2015 году группа исследователей обнаружила, что оно большое и массивное. Но в данных не было никакого намёка на его сложность. Теперь ореол нанесён на карту более подробно.

«Ранее было очень мало информации. Мы изучили всего шесть квазаров в пределах одного миллиона световых лет от Андромеды. Эта новая миссия предоставляет гораздо больше информации именно о внутренней области гало галактики. Исследование газа в пределах этого радиуса очень важно, поскольку он представляет собой нечто вроде гравитационной сферы влияния Андромеды», – Кристофер Хаук, соавтор работы.

Поскольку мы находимся внутри Млечного Пути, учёные не могут легко интерпретировать сигнатуру гало нашей Галактики. Однако они считают, что гало Андромеды и Млечного Пути должны быть очень похожи, поскольку эти две галактики называют близнецами. Сейчас известно, что они находятся на пути столкновения и сольются в гигантскую эллиптическую галактику примерно через 4 миллиарда лет.

Учёные изучали газовые гало и более отдалённых галактик, но их размеры на небе намного меньше, а это означает, что количество достаточно ярких фоновых квазаров, пригодных для исследования свечения, не превышает одного на всю галактику. Таким образом теряется существенная информация о пространственном распределении гало. Благодаря своей непосредственной близости к Земле, газовый ореол Андромеды хорошо вырисовывается на небе, позволяя получить гораздо более обширную выборку квазаров.

«Это действительно уникальный эксперимент, потому что только по Андромеде у нас есть информация о её гало по не только одной или двух линиях наблюдения, но по боле сорока. Это революционное открытие для понимания сложности галактического ореола за пределами нашего Млечного Пути».

Фактически, Андромеда – единственная галактика во вселенной, для которой этот эксперимент может быть выполнен сейчас, и только с «Хабблом». Только с помощью будущего космического телескопа, чувствительного к ультрафиолетовому излучению, учёные смогут регулярно проводить подобные эксперименты для примерно тридцати галактик, входящих в Локальную группу.

По информации НАСА.