06 червня 2016 16:05:32
Галактики викидають важкі елементи в гало і глибокий космос Згідно з новим дослідженням, проведеним під керівництвом Колорадського університету в Боулдері, галактики даремно витрачають величезні обсяги важких елементів, що утворюються в процесі зореутворення, викидаючи ті на відстані до мільйона світлових років в навколишні їх гало і міжгалактичний простір.
Дослідження, нещодавно опубліковане онлайн в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, показує, що більше атомів кисню, вуглецю і заліза знаходиться в витягнутих газових гало за межами галактик, ніж усередині самих галактик, в результаті чого галактики відчувають нестачу сировини для формування нових зірок і планет.
«Раніше ми вважали, що всі ці обсяги важких елементів йдуть на народження наступних поколінь зірок і планетних систем, - говорить Бенджамін Оппенгеймер, науковий співробітник Центру астрономії та астрофізики Колорадського університету в Боулдері і провідний автор дослідження. - Як з'ясовується, галактики не надто захоплюються вторинної переробкою ».
Прийнято вважати, що практично невидимий резервуар газу, що оточує галактики, відомий як ближнє міжгалактичний простір (БМП, circumgalactic medium), грає центральну роль у зовнішньому обміні речовин галактик, але точний механізм такої взаємодії поки невідомий. Розміри типовою галактики коливаються від 30 000 до 100 000 світлових років, в той час як БМП може розтягуватися до мільйона світлових років.
Дослідники використовували дані Cosmic Origins Spectrograph (COS), спектрографа вартість 70 мільйонів доларів, розробленого Колорадським університетом і побудованого в Боулдері, штат Колорадо, Ball Aerospace & Technologies Corp, з метою вивчення складу БМП.
COS використовує ультрафіолетову спектроскопію для вивчення еволюції Всесвіту; встановлений на космічному телескопі "Хаббл".
Спіральні галактики, як наш Чумацький Шлях, активно беруть участь в зореутворення і мають блакитний колір, в той час як еліптичні галактики практично не беруть участь в зореутворення і виглядають червоними. Обидва типи галактик містять в собі від десятків до сотень мільярдів зірок, що утворюють важкі елементи.
Після проведення комп'ютерного моделювання, дослідники виявили, що БМП обох типів галактик містить в собі більше половини всієї маси важких елементів галактики.
«Чудове схожість галактик в наших симуляції, над якими працює команда COS, дозволяє нам інтерпретувати спостереження з більшою впевненістю», - заявив Роберт Крейн, науковий співробітник університету Ліверпуля імені Джона Мурса, член Королівського товариства університетських досліджень і співавтор дослідження.
Результати комп'ютерного моделювання також дають пояснення тому дивовижному спостереження COS, що навколо еліптичних галактик значно менше кисню, ніж навколо спіральних галактик.
«БМП еліптичних галактик гаряче - каже Йооп Шей, професор Лейденського університету Нідерландів і співавтор дослідження. - Високі температури, що перевищують мільйон градусів за Кельвіном, знижують частку іона кисню O + 5, детектируемого COS ».
На противагу цьому, температура газу БМП спіральних галактик становить всього 300 000 градусів Кельвіна, що приблизно в п'ятдесят разів гаряче поверхні Сонця.
«Щоб запустити всі ці важкі елементи в БМП, потрібна величезна кількість енергії від наднових і надмасивних чорних дір, - пояснив Оппенгеймер. - Це суворий і тривалий процес, який може займати більше 10 мільярдів років, що означає, що спостережуваний нами високоіонізоване кисень в нашій галактиці був там ще до народження Сонця ».