Astronomowie ustalili, że nasza galaktyka jest otoczona zlepionym halo gorących gazów, do którego nieustannie dostarczana jest materia wyrzucana przez rodzące się lub umierające gwiazdy. To rozgrzane halo, zwane ośrodkiem okołogalaktycznym (CGM), było inkubatorem powstania Drogi Mlecznej około 10 mld lat temu i mogła tam przebywać podstawowa materia, nieuwzględniona od narodzin Wszechświata.
Odkrycia te pochodzą z obserwacji wykonanych przez HaloSat, jednego z klasy minisatelitów zaprojektowanych i zbudowanych w Iowa – ten przeznaczony jest do oglądania promieni rentgenowskich emitowanych przez CGM. Naukowcy doszli do wniosku, że CGM ma geometrię podobną do dysku, po zwróceniu uwagi na intensywności emisji promieniowania rentgenowskiego pochodzącego z niego.
Tam, gdzie Droga Mleczna intensywnie tworzy gwiazdy, jest więcej emisji promieniowania rentgenowskiego z ośrodka okołogalaktycznego. To sugeruje, że CGM jest powiązany z formowaniem się gwiazd i prawdopodobnie naukowcy widzą gaz, który wcześniej wpadł do Drogi Mlecznej, pomógł w tworzeniu się gwiazd, a teraz jest zwracany do ośrodka okołogalatycznego.
Każda galaktyka posiada ośrodek okołogalaktyczny, a regiony te mają kluczowe znaczenie dla zrozumienia nie tylko tego, w jaki sposób galaktyki powstały i ewoluowały, ale także tego, jak Wszechświat rozwijał się od jądra helu i wodoru do kosmicznej przestrzeni pełnej gwiazd, planet, komet i wszystkich innych rodzajów ciał i składników niebieskich.
HaloSat został wystrzelony w kosmos w 2018 roku w celu poszukiwania materii barionowej, którą uważa się za brakującą od narodzin Wszechświata blisko 14 mld lat temu. Satelita obserwował CGM Drogi Mlecznej w poszukiwaniu dowodów, że może tam znajdować się pozostałość materii barionowej.
Naukowcy chcieli się dowiedzieć, czy CGM jest ogromnym, rozciągniętym halo, które jest wielokrotnie większe od naszej galaktyki – w takim przypadku mogłoby pomieścić całkowitą liczbę atomów, aby rozwiązać problem brakującej materii barionowej.
To, co zrobiliśmy to zdecydowane pokazanie, że istnieje część CGM o dużej gęstości, która jest jasna w promieniach rentgenowskich, co powoduje dużą emisję tego promieniowania. Ale nadal może istnieć naprawdę duże, rozległe halo, które jest prawdopodobnie słabe w promieniowaniach rentgenowskich. I być może trudniej zobaczyć to słabe, rozległe halo, ponieważ po drodze jest ten jasny dysk emisyjny. Tak więc okazuje się, że w przypadku samego HaloSat naprawdę nie możemy powiedzieć, czy rzeczywiście istnieje to rozległe halo – mówi Philip Kaaret, profesor na Wydziale Fizyki i Astronomii Uniwersytetu Iowa i autor pracy.
Kaaret mówi, że był zaskoczony grudkowatością CGM, spodziewał się, że jego geometria będzie bardziej jednolita. Gęstsze obszary to regiony, w których powstają gwiazdy i gdzie między Drogą Mleczną a CGM odbywa się wymiana materii.
Wydaje się, że Droga Mleczna i inne galaktyki nie są układami zamkniętymi. W rzeczywistości wchodzą w interakcje, wyrzucają materię do CGM i przywracają ją z powrotem – dodaje Kaaret.
Następnym krokiem jest połączenie danych HaloSat z danymi z innych obserwatoriów rentgenowskich w celu ustalenia, czy istnieje rozległe halo otaczające Drogę Mleczną, a jeżeli tak, obliczenie jego rozmiaru. To z kolei może rozwiązać zagadkę brakującej materii barionowej.
Lepiej, żeby te brakujące bariony gdzieś były. Znajdują się w halo wokół pojedynczych galaktyk, takich jak Droga Mleczna, lub we włóknach rozciągających się między galaktykami – mówi Kaaret.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Więcej informacji:
The Milky Way galaxy has a clumpy halo
https://now.uiowa.edu/2020/10/milky-way-galaxy-has-clumpy-halo
A disk-dominated and clumpy circumgalactic medium of the Milky Way seen in X-ray emission
https://www.nature.com/articles/s41550-020-01215-w
Źródło: University Iowa
Na ilustracji: Wizja artystyczna HaloSat. Źródło: NASA
