Galaxy Fountains: Dynamika gazu i pyłu

Europejska sonda XMM-Newton, obserwując strumienie gazu emitujące w zakresie rentgenowskim, fontanny uciekające z płaszczyzny naszej galaktyki, zgromadziła dane ujawniające bardziej szczegółowo ich pochodzenie. Jest to podobne do obiegu wody na Ziemi: gaz wypływający z dysku galaktyki do halo, który jest niewidoczny dla oka, ochładza się tutaj i opada z powrotem na dysk. Jednak w przeciwieństwie do obiegu wody ruch ten jest w dużej mierze determinowany przez wybuchy supernowych.

Ogólnie rzecz biorąc, ośrodek międzygwiezdny wypełniający wewnętrzną przestrzeń galaktyk wcale nie jest tak pusty i pozbawiony życia. Jest to złożony i dynamiczny system, w tym gaz i pył o różnych gęstościach i temperaturach oraz pola magnetyczne i wszystkie rodzaje promieniowania elektromagnetycznego, promieni kosmicznych i, oczywiście, niewidzialna ciemna materia. W rzeczywistości ta „pusta przestrzeń” - złożona interakcja między chmurami gazu i pyłu a przepływami różnych faz, gęstości i temperatur, ich ruch pod wpływem przyciągania ciemnej materii - odgrywają ważną rolę w powstawaniu gwiazd w galaktyce. Największe gwiazdy, zarówno podczas ich życia, jak i śmierci w wybuchu supernowej, znajdują się pod silnym wpływem ośrodka międzygwiezdnego.

Jednym ze składników ośrodka międzygwiezdnego jest gaz o bardzo niskiej gęstości, podgrzany do milionów stopni, który z powodu swojej wysokiej temperatury promieniuje zauważalnie w zakresie promieniowania rentgenowskiego. Jego obecność przyjęto po raz pierwszy w latach siedemdziesiątych, krótko po nadejściu astronomii rentgenowskiej. Od tego czasu jego obecność została nie tylko udowodniona, ale także jego ważna rola w dynamice ośrodka międzygwiezdnego. A dla naukowców jego strumienie łatwo widoczne w promieniach rentgenowskich stały się doskonałym narzędziem do badania ruchu przepływów energii z gwiazd do ośrodka międzygwiezdnego.

Eksplozje supernowej ogrzewające to medium mogą emitować strumienie gorącego gazu tak silnie, że wystrzeliwują ponad płaszczyznę dysku galaktyki, stopniowo gromadząc się na zewnątrz i tworząc halo Drogi Mlecznej. Istnienie halo galaktycznego zostało wyraźnie wykazane na początku lat 90. XX wieku, podczas działania orbitalnego teleskopu rentgenowskiego ROSAT; podobne halo znajdują się w innych galaktykach spiralnych. Gdy strumienie gorącego gazu wznoszą się ponad powierzchnię dysku galaktyki i osiągają „wysokość” kilku kiloparseków, emitują promieniowanie, tracą energię i chłodzą. Ten schłodzony gaz stopniowo skrapla się w gęstsze chmury, które są przyciągane z powrotem na „terytorium” dysku galaktycznego. Na zewnątrz wszystko przypomina fontannę, podnosząc szybki strumień wody, która następnie spada. Proces ten zapewnia globalny obieg gazu, łącząc główną część galaktyki z jej halo i wymianę materii między nimi.

Jak śpią słonie?

Niestety, nie było jeszcze możliwe obserwowanie tych „fontann” w ich najciekawszej części - tej, w której gaz ucieka z powierzchni dysku galaktycznego i pędzi w kierunku halo. Problem polega na tym, że emitowane przez nią promieniowanie rentgenowskie jest szybko absorbowane przez materię galaktyki - w rzeczywistości musimy obserwować te „fontanny” od krawędzi dysku galaktycznego. Jednak promieniowanie, które emituje, jest już dla nas widoczne, ponieważ znajduje się już w halo galaktycznym. A naukowcy, kierowani przez Davida Henleya, który modelował te „galaktyczne fontanny”, doszli do wniosku, że ten schemat doskonale przewiduje parametry rentgenowskie gazu utrwalonego w halo.

Naukowcy rozważali także inne scenariusze powstania gorącego gazu w halo galaktycznym, w tym jego kondensację z materii pozagalaktycznej; ogrzewanie gazowe przez wybuchy supernowych, już występujące w halo; wreszcie, w trzeciej wersji, supernowe wygenerowały te same „fontanny” gorącego gazu, o których mówiliśmy. Jest to trzecia wersja najlepiej zgodna z obserwowanymi danymi.

Tymczasem, według niektórych raportów, Droga Mleczna może ujawnić nie jeden, ale dwa aureole jednocześnie. Dlaczego - przeczytaj w notatce „Dziwactwa aureoli”.

Według ESA

Czy podoba ci się ten artykuł?

Najciekawsze wiadomości ze świata nauki: nowe odkrycia, zdjęcia i niesamowite fakty w Twojej poczcie. Okej Zgadzam się z regulaminem witryny Dziękujemy. Wysłaliśmy wiadomość e-mail z potwierdzeniem na Twój adres e-mail.

Zalecane

8 niesamowitych rekordów świata
2019
Pod hipnozą: prawda i mity o hipnozie
2019
Dope Abundance: Eat - Don't Want To!
2019