Галактики значительно массивнее, чем мы можем наблюдать. Большая часть их звездной массы заключена в крайне слабое газовое облако, состоящее из атомарного водорода и охватывающее сотни килопарсек. В этом гало сосредоточено около 70 процентов от общей видимой массы галактики. Специалисты впервые получили спектр внутренней части окологалактической среды одной из ближайших к нам галактик.
Изучение окологалактической среды велось и продолжается с использованием линий поглощения в спектрах квазаров, что позволило определить примерный состав газа. Тем не менее, непосредственные наблюдения за структурой её внешних границ пока не проводились.
Заслуживает отдельного внимания область соприкосновения с галактическим диском, где наблюдается взаимодействие и перераспределение газообразного вещества. 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 находится на расстоянии 270 миллионов световых лет от Земли (ее сверимая удаленность составляет 83 мегапарсека). Подавляющая часть ее звездного излучения генерируется диском диаметром около 2,4 килопарсека, что свидетельствует о ее относительно небольших размерах. Учитывая ее габариты и звездную массу, галактика демонстрирует ряд необычных характеристик, которые говорят об интенсивном процессе звездообразования.
С использованием доступных технических возможностей исследователи отслеживали движение газового облака и зафиксировали области, в которых наблюдались изменения физических параметров окружающей среды.
«Мы наблюдали границу влияния галактики, переходную зону, где она переплетается с окружающей средой 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.
Исследователи выяснили, что ионизированный газ, находящийся в окологалактической среде, имеет иные характеристики по сравнению с газом, присутствующим внутри галактического диска. При этом его температура достигает 10 4 кельвин, это считается относительно прохладными областями в сравнении с основной массой газового гало (10 6 кельвин).
«По словам Нильсен, газ там нагревается иным образом, чем в пределах галактики, скорее всего, благодаря диффузному излучению скоплений галактик во Вселенной. Вероятно, оказывают влияние и ударные волны.
Для наблюдения использовали Keck Cosmic Web Imager (KCWI), спектрограф интегрального поля, размещенный 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 мнению одного из авторов статьи, Глена Каспржака, KCWI открыл новые возможности в изучении слабогазовой среды, окружающей галактики. Теперь исследователи, вместо получения одного спектра от галактики, могут анализировать сразу тысячи спектров на одном изображении, полученном с помощью KCWI. Это позволило впервые получить изображение газового гало галактики.
Благодаря исследованию стало возможным сделать шаг вперед в понимании фундаментальных вопросов астрономии. Возникновение галактик, происхождение газа, его дальнейшая судьба и исчезновение – вот лишь некоторые из тем, получивших новое освещение?
«Окружающая галактики среда оказывает значительное влияние на циркуляцию газа. По словам Нельсен, понимание структуры газовых ореолов вокруг галактик, находящихся на различных этапах звездообразования, позволит выявить, как они взаимодействуют и инициируют процессы взаимной трансформации.
Авторы недавнего научного исследования полагают, что наш Млечный Путь, вероятно, уже сталкивается и обменивается взаимодействием с ближайшей галактикой — Туманностью Андромеды.