В симметричных облаках горячей плазмы, известных как пузыри Ферми и простирающихся на 25 тысяч световых лет над и под плоскостью Млечного Пути, были выявлены скопления холодного водорода. Это весьма необычное наблюдение, так как в таких экстремальных условиях эти скопления, предположительно, должны были бы рассеяться.
Ученые идентифицировали северный и южный пузыри Ферми в 2010 году. Предполагается, что их формирование связано с периодами повышенной активности сверхмассивной черной дыры, расположенной в центре нашей Галактики. Каждый из пузырей имеет протяженность в 25 тысяч световых лет, и вместе они формируют крупную двустороннюю структуру, визуально схожую с песочными часами. Температура внутри пузыря может достигать миллиона градусов Цельсия. В подобных условиях существование холодных газовых образований представляется невозможным.
Однако авторы нового исследования, опубликованного в журнале The Astrophysical Journal Letters, астрономы сообщили об обнаружении одиннадцати облаков нейтрального водорода (HI), расположенных внутри северного пузыря Ферми. Ранее подобные структуры отмечались вблизи плоскости Галактики, однако их существование на высоте примерно 13 тысяч световых лет над этой плоскостью Млечного Пути вызывало сомнения (ввиду экстремальных условий).
Астрономы во главе с Ронгмоном Бордолои из Университета штата Северная Каролина (США) провели исследование участка неба рядом с квазаром QSQ 1H1613-097, который ранее привлек внимание ученых благодаря обнаружению признаков горячего ионизированного газа, зафиксированного с помощью космического телескопа «Хаббл». Используя данные, полученные с 100-метрового радиотелескопа «Грин-Бэнк», исследователи выявили холодные облака, имеющие температуру около 9700 °C и массу, достигающую 1470 масс Солнца.
Предположительно, эти объекты являются частями более крупных образований, которые были выброшены из центральной области Млечного Пути миллионы лет назад в период повышенной активности сверхмассивной черной дыры. Учитывая, что облака не были неподвижны, ученые считают, что их привлекло и изменило галактическое течение — мощный поток вещества, исходящий из центра Галактики.
По мнению ученых, в среде, где преобладает сверхгорячая плазма, холодный газ должен исчезнуть в течение нескольких сотен тысяч лет. Однако, согласно расчетам, если изначально облака были достаточно большими и плотными, а также имели магнитную защиту или способность к охлаждению, их существование может продолжаться около восьми миллионов лет, что приблизительно соответствует предполагаемому возрасту пузырей Ферми.
Обнаруженные нейтральные облака водорода послужили своеобразными «свидетелями» древнего катаклизма, произошедшего в центре Млечного Пути. В новой научной работе авторы подчеркивают, что факт их сохранения внутри северного пузыря Ферми ставит под вопрос существующие теории о формировании галактических ветров и взаимодействии холодного и горячего газа в гало.
Полученные данные также указывают на то, что центральная сверхмассивная черная дыра находится в состоянии активности и подвержена изменениям — этот космический объект оказывает влияние на структуру и состав всей Галактики.