Przejdź do treści

Zagubiony obłok wielkości Galaktyki

Wizja artystyczna przedstawiająca protogromadę galaktyk SPT2349-56 we wczesnym Wszechświecie

W gromadzie galaktyk oddalonej o 330 milionów lat świetlnych stąd astronomowie odkryli gigantyczny obłok gazu, najprawdopodobniej oderwany przed laty od swej macierzystej galaktyki.

Gaz o masie dziesięciu miliardów mas Słońca zdaje się być przy tym zawieszony w kosmosie w postaci „chmury” o średnicy prawie 6 milionów lat świetlnych. Oznacza to, że jest znacznie większy nawet niż nasza galaktyka, Droga Mleczna, która ma średnicę rzędu 100 000 lat świetlnych i grubość około 1000 lat świetlnych. Obłok ten został prawdopodobnie wyrwany z galaktyki, która była jego domem – dawniej, przed milionami lat.

 

Osierocony obłok jest widoczny jako niebieska część tego zdjęcia o kształcie parasola, a jej emisja rentgenowska jest oznaczona kolorem niebieskim, podczas gdy zjonizowany gazowy wodór – czerwonym. Światło widzialne jest tu pokazane w kolorze białym.

Na zdjęciu: osierocony obłok jest widoczny jako niebieska część tego zdjęcia o kształcie parasola, a jej emisja rentgenowska jest oznaczona kolorem niebieskim, podczas gdy zjonizowany gazowy wodór – czerwonym. Światło widzialne jest tu pokazane w kolorze białym. Źródło: ESA/XMM-Newton


Astronomowie odkryli obłok jeszcze w 2017 roku, dzięki jego czerwonej emisji odpowiadającej promieniowaniu zjonizowanego wodoru, zarejestrowanej przez instrumenty naukowe kierowane na Gromadę galaktyk w Lwie (Abell 1367). Pochodzi ona z odległości około 330 milionów lat świetlnych od nas. Ale dopiero po dalszych obserwacjach ujawniono istnienie obłoku emitującego również wysokoenergetyczne promieniowanie rentgenowskie, w mniej więcej tym samym miejscu, z którego pochodziła wyraźna emisja wodoru. Ta zbieżność zwróciła szczególną uwagę Chong Ge z Uniwersytetu Alabama). On i jego zespół relacjonują teraz najnowsze odkrycia dotyczące wyjątkowego obłoku w MNRAS.

Jak to w ogóle możliwe? Gdy galaktyka wpada w gromadę, nie przechodzi przez pustą próżnię, tak jak możemy to sobie początkowo wyobrażać. Gorący gaz wypełnia przestrzeń między galaktykami w gromadzie i odpycha wówczas silnie taką galaktykę-intruza, podobnie jak pęd powietrza, który czujemy wokół siebie podczas przejażdżki rowerem, gdy ruch powietrza zdaje się spychać na bok nasze włosy. W podobny sposób gorący ośrodek międzygalaktyczny obecny wewnątrz gromady galaktyk wbija się w chłodniejszy i gęstszy gaz galaktyki, która ośmieliła się w taki obszar wlecieć. Astronomowie widzieli już wcześniej, że ten gaz zdaje się wówczas płynąć za galaktykami. Galaktyki takie nazywane są meduzami, ze względu na ów charakterystyczny wygląd.

Ale taka galaktyka, nawet gdy jest już pozbawiona swojego pierwotnego gazowego składnika, tego samego, w którym formują się jej gwiazdy, będzie nadal żeglować przez gromadę. Gwiazdy tej galaktyki będą się jednak coraz bardziej starzeć (i stawać się bardziej czerwone), przy czym ze względu na brak budulca żadne nowe gwiazdy już ich tam nie zastąpią. A w każdym razie nie w znaczących ilościach.

Tymczasem w tym konkretnym przypadku zespół naukowy Ge w ogóle nie mógł znaleźć śladu żadnej galaktyki macierzystej. Był tam jedynie obłok gaz, który po niej pozostał. Wiadomo, że taki osierocony gaz powinien z czasem wmieszać się w otaczające go, gorętsze i rzadsze środowisko, i ostatecznie całkowicie wyparować w ciągu około 30 milionów lat. Dzieje się tak, bo gaz obecny wewnątrz gromady jest tam na tyle rozproszony, że nie może już skutecznie się schładzać, więc po prostu pozostaje gorący. Mieszając się z nim, opuszczony gazowy obłok również powinien się zatem silnie nagrzewać.

Jednak w tym przypadku najwyraźniej tak się nie stało — wydaje się raczej, że obłok tylko trochę się nagrzał, ale nadal jest jako całość nienaruszony. Na podstawie spektroskopowych obserwacji przepływów materii w obłoku i braku jego macierzystej galaktyki naukowcy szacują, że liczy sobie nawet pół miliarda lat. Zdaniem zespołu mógł przetrwać tak długo tylko dlatego, że gaz jest w nim utrzymywany w miejscu przez silne pola magnetyczne. Przy czym pole o natężeniu około 6 mikrogausów wystarczyłoby do utrzymania takiego obłoku w ryzach. Jest to pole magnetyczne około 100 000 razy słabsze niż pole Ziemi i mniej więcej tak samo silne, jak to obecne w gazie międzygwiazdowym otaczającym Słońce.

Wprawdzie astronomowie widywali już wcześniej inne samotne obłoki zawieszone w bliższej nam nieco gromadzie galaktyk w Pannie, ale żaden z nich nie emituje promieniowania rentgenowskiego w taki sposób jak ten. Jego emisja rentgenowska wskazuje na to, że poza zwykłym, ciepłym i zjonizowanym wodorem znajduje się w nim też naprawdę gorący gaz. Wiele wskazuje zatem na to, że bez względu na podobieństwa w mechanizmie formowania się tego rodzaju obłoków (jeśli takie występują) najwyraźniej istnieją również istotne różnice między nimi i ich ewolucją.

Ten obłok jest faktycznie niezwykły – podsumowuje inny członek zespołu, Rhys Taylor (Astronomical Institute of the Czech Academy of Sciences). Niezależnie od tego, jaki proces doprowadził do jego utworzenia, nie może być to proces bardzo powszechny, bo w takim wypadku obserwowalibyśmy te cechy obłoków materii międzygalaktycznej wszędzie w kosmosie.

Dlaczego nie widzimy więcej takich obłoków gazu? Może warto zadać jeszcze inne pytanie: czemu ten konkretny przetrwał, podczas gdy inne najprawdopodobniej nie? Według kierującego zespołem badawczym Ming Suna dopiero uzyskanie większej ilości informacji na temat chłodniejszego gazu w obłoku będzie kluczem do rozwikłania jego tajemnic. Nad takimi obserwacjami pracuje obecnie zespół.

 

Czytaj więcej:

Źródło: Skyandtelescope.org

Opracowanie: Elżbieta Kuligowska

Na ilustracji: Wizja artystyczna przedstawiająca protogromadę galaktyk SPT2349-56 we wczesnym Wszechświecie. Źródło: ESO/M. Kornmesser.

Reklama