Фонтаны Парижу... нет, Фонтаны Галактики!!

ХММ-Ньютон
20 ноября 2010 года

Наблюдая газ гало Млечного Пути, светящийся в рентгеновском диапазоне XMM-Ньютон ЕКА собрал новые данные, указывающие на наличие настоящих фонтанов горячего газа в Галактике. Такой сценарий, когда газ переходит в гало, там охлаждается, конденсируется обратно в облака и постепенно оседает обратно на диск, подтверждает важность сверхновых взрывов для эволюции межзвездной среды всей Галактики.

Межзвездная среда (МЗС) Млечного Пути - сложная, динамичная система, состоящая из газа в разных фазах, плотностях и температурах. Взаимодействия холодного, теплого и горячего газа определяет целую историю формирования населения нашей Галактики, формируя колыбели будущих звезд. В частности, наиболее массивные звезды очень сильно влияют на МЗС, высвобождая огромные количества энергии во время жизни и во время смерти - при взрывах.

Одно из фазовых состояний МЗС - горячий газ очень низкой плотности (менее 0.01 cm-3) и температурой несколько млн кельвин, хотя это и не достаточно для излучения рентгеновских лучей. Существование горячего компонента МЗС было предсказано в 70х, немного спустя открытия рентгеновского окна в астрономических наблюдений. С тех пор стало ясно, что горячее фазовое состояние - важный компонент МЗС, поскольку по нему можно напрямую отслеживать вброс энергии в МЗС звездами и сверхновыми.

Взрывы сверхновых, нагревающие МЗС, могут выбрасывать горячий газ над плоскостью Млечного Пути, формируя гало горячего газа у нашей Галактики. Такое гало было впервые открыто рентгеновским телескопом ROSAT в начале 90х, а подобные гало обнаружены так же и у других спиральных галактик. В сценарии галактических фонтанов газ поднимается вверх и вниз над диском, достигая высот в несколько килопарсек, излучая при этом и становясь холоднее. Этот охлажденный газ начинает конденсироваться в облака, которые затем падают обратно на диск, в манере, очень напоминающей фонтаны, что создает глобальную циркуляцию газа в Галактике, динамически соединяя диск и гало. Наблюдения водорода в радиодиапазоне показывают структуры, которые раньше считались сверхпузырями, выбрасываемыми из диска, давая жизнь галактическим фонтанам. Но мы не можем видеть горячий газ, поднимающийся в гало в сверхпузырях потому, что рентгеновские лучи из гало в этих структурах поглощаются материалом диска.

"Хотя мы не можем видеть напрямую горячий газ, поднимающийся от диска, мы давно подозревали, что причиной наличия горячего газа в гало Галактики являются такие галактические фонтаны," объясняет Дэвид Хинли (David Henley) из Университета Грузии (шучу-шучу, из Университета штата Джорджия :), руководившего исследованием, которое подтвердило наличия фонтанов в Галактике. "Мы получили рентгеновские спектры горячего газа в галактическом гало и сравнили их с предсказанными разными моделями. Сценарий галактических фонтанов получился наилучшим объяснением наших данных,".

Исследование базируется на серии спектроскопических наблюдений рентгеновской обсерватории ЕКА XMM-Ньютон, изучающих эмиссию газа в галактическом гало, в которой главную роль играют высокоионизованные атомы кислорода в полосе пропускания обсерватории. Хинли и его сотрудники сравнили данные трех моделей, объясняющих происхождение горячего газа в гало Галактики - в одной, горячий газ накапливался из межгалактического материала, в другой - что газ гало нагревался взрывами сверхновых в самом гало, и, наконец, третья модель возлагает ответственность за появление горячего газа в гало на сверхновые, создающие турбулентную динамику в МЗС и, среди разных других явлений, галактические фонтаны. "Высококачественные спектры, полученные XMM-Ньютон, были абсолютно необходимы для того, чтобы выделить ту роль, которую играют галактические фонтаны в рентгеновском излучении галактического гало," комментирует Норберт Шартел (Norbert Schartel), ученый проекта.

Этот результат показывает, что галактические фонтаны - один из основных игроков на арене перемешивания и перераспределения газа МЗС, подтверждая главную роль сверхновых в глобальной эволюции Млечного Пути.

Комментарий доктора Майкла: все время пересматриваю реальную сущность таких терминов, как звук, ветер, атмосфера, колебания, фонтаны, струи, потоки... Простые понятия, но как они меняются, как они расширяются, если смотреть на Вселенную...