Существование необычных газовых оболочек вокруг галактик, которые принято называть ореолами, давно известно современной науке. К сожалению, они остаются малоизученным ввиду отсутствия множества данных, включая качественные изображения. С последним, в очередной раз, ученым помогло космического ока нашей планеты — телескоп Хаббл, который смог поймать в свои объективы газовую оболочку галактики Андромеды. К немалому удивлению ученых тонкий, почти невидимый ореол диффузной плазмы простирается на 1,3 миллиона световых лет от Галактики — примерно на половину расстояния до Млечного Пути. Это позволяет предположить, что ореол Андромеды соприкасается с газовой оболочкой нашей галактики.
В исследовании, опубликованном в The Astrophysical Journal команда ученых Йельского университета в Нью-Хейвене совместно с коллегами из Университета Нотр-Дама в Индиане, смогли приоткрыть завесу тайны над многими особенностями галактических ореолов. Фактически, это первое подобная работа, основанная не только на предположениях.
Изучение газовых оболочек имеет большое значение, ведь понимание их структуры может стать ключом к загадкам жизненного цикла галактик. Ореол можно воспринимать как резервуар газа, хранящий топливо для запуска процесса звездообразования, а также как побочный эффект разрушительных событий вроде взрыва сверхновых. В пользу неоднородности этого поля говорит и отмеченная исследователями двусоставность. Вместо одной газовой оболочки, как считалось ранее, у галактики их две: внешняя, более холодная и равномерная, и внутренняя, горячая и крайне неоднородная. Последняя может быть сформирована многочисленными сверхновыми, выбрасывающими огромное количество вещества в космос.
В рамках программы под названием Project AMIGA («Карта поглощения ионизированного газа в Андромеде») исследователи изучали свет 43 квазаров — очень далеких, блестящих ядер активных галактик, питаемых черными дырами, расположенных далеко за пределами Андромеды. Квазары расположены за ореолом, что позволяет ученым исследовать несколько регионов. Глядя через газовую оболочку на свет квазаров, команда наблюдала, как этот свет поглощается ореолом Андромеды и как это поглощение изменяется в разных регионах. Огромный ореол Андромеды состоит из очень разреженного и ионизированного газа, который не испускает легко обнаруживаемого излучения. Следовательно, отслеживание поглощения света от фонового источника - лучший способ исследовать этот материал.
На этой иллюстрации показано местоположение 43 квазаров, которые ученые использовали для исследования газовой оболочки Андромеды
Исследователи использовали уникальную возможность спектрографа космического происхождения Хаббла (COS) для изучения ультрафиолетового света от квазаров. Ультрафиолетовый свет поглощается атмосферой Земли, что делает невозможным наблюдение с помощью наземных телескопов. Команда использовала COS для обнаружения ионизированного газа из углерода, кремния и кислорода.
Поскольку мы живем внутри Млечного Пути, ученым нелегко интерпретировать сигнатуру ореола нашей собственной галактики. Однако они считают, что ореолы Андромеды и Млечного Пути должны быть очень похожи, поскольку эти две галактики имеют много общего. В данный момент они находятся на пути столкновения и сольются, образуя гигантскую эллиптическую галактику примерно через 4 миллиарда лет.
Ученые изучали газовые оболочки более далеких галактик, но так как они воспринимаются меньшими по размеру количество достаточно ярких фоновых квазаров, расположенных за ними крайне мало. Поэтому подробной информации о них не удаётся получить текущими средствами. Из-за близости к Земле газовый ореол Андромеды вырисовывается в небе, что позволяет собирать намного более точную и полезную информацию.
Фактически, Андромеда — единственная галактика во Вселенной, для которой этот эксперимент может быть проведен сейчас при помощи оборудования Хаббла. Только с помощью чувствительного к ультрафиолету космического телескопа будущего ученые смогут регулярно проводить эксперименты такого типа за пределами примерно 30 галактик, входящих в Местную группу.