Астрономы зафиксировали наличие одиннадцати облаков, содержащих водород и отличающихся необычайно низкой температурой, расположенных внутри перегретой турбулентности Ферми-пузырей. Ученые проводят параллель между этим открытием и обнаружением льда в жерле действующего вулкана.

Ферми-пузыри представляют собой две обширные области из раскаленного газа, протянувшиеся на расстояние 25 тысяч световых лет над и под плоскостью Млечного Пути. В сумме их высота составляет примерно 50 тысяч световых лет. Эти необычные образования были впервые замечены в 2010 году с помощью космического телескопа Fermi Gamma-Ray и, скорее всего, образовались вследствие мощного выброса энергии от активной сверхмассивной черной дыры, находящейся в центре нашей галактики.

Благодаря радиотелескопу Green Bank Telescope (GBT) ученые провели наиболее подробное на текущий момент радиоисследование Ферми-пузырей и выявили одиннадцать относительно прохладных скоплений нейтрального водорода, находящихся в этой экстремальной обстановке. Температура плазмы внутри пузырей составляет приблизительно миллион кельвинов, поэтому обнаружение облаков, которые как минимум на 100 градусов ниже (около десяти тысяч кельвинов), стало весьма неожиданным.

«Это сравнение аналогично тому, чтобы найти ледяные кубики внутри действующего вулкана « — объясняет Эндрю Фокс, астроном из Института космических телескопов и один из авторов научной работы.

Этот факт создает для исследователей новую проблему: » Мы не предполагали, что холодный газ способен сохраняться в условиях столь интенсивных потоков. Это заставляет пересмотреть представления о том, как галактики осуществляют переработку и выброс материи. «Такова наша позиция», — заявляет Ронгмон Бордолой, астрофизик из Университета Северной Каролины и главный участник научной работы.

Облака водорода отличаются по своим размерам и массе. Восемь из них, получивших наиболее детальное изучение, обладают массой до 1470 солнечных и занимают протяженность от 13 до 91 светового года. Это самые удаленные к полюсам облака водорода, зафиксированные на текущий момент, находящиеся приблизительно в 13 тысячах световых лет над центром нашей Галактики.

На основании их характеристик и условий существования, ученые считают, что возраст этих облаков может достигать нескольких миллионов лет. Этот показатель соответствует предполагаемому возрасту Ферми-пузырей и не согласуется с альтернативными теориями, утверждающими о возрасте пузырей в десятки миллионов лет.

«Если бы возраст Ферми-пузырей превышал 10 миллионов лет, эти образования попросту не смогли бы удержать подобные облака. «, — объясняет Бордолой.

Предположительно, данные облака были вынесены наверх структуры Ферми-пузырей благодаря галактическому ветру – мощному потоку материи, исходящему из центральной области Млечного Пути. Этот стремительный поток, скорость которого исчисляется сотнями километров в секунду, играет важную роль в распределении массы и энергии по всей галактике.

«Подобно тому, как мы определяем присутствие ветра на нашей планете по перемещению облаков, непосредственное наблюдение за горячим галактическим ветром невозможно; вместо этого мы фиксируем холодные газовые образования, которые он вызывает. «, — отмечает Джей Локман, астроном из обсерватории Грин-Бэнк и один из авторов научной работы.

Срок существования этих облаков чрезвычайно короткий – около 8 миллионов лет, что является мимолетным периодом в космических масштабах. Исследователи полагают, что они могли образоваться при распаде более обширного газового скопления под воздействием окружающей плазмы или же возникнуть вследствие тепловой неустойчивости.

Данное открытие имеет большое значение не только для изучения нашей галактики Млечный Путь, но и для расширения представлений об эволюции других спиральных систем. Оно позволяет детализировать теоретические модели, описывающие перераспределение материи и энергии в космическом пространстве.

Исследование опубликовано в The Astrophysical Journal Letters.