Мы все любовались яркими, сияющими звёздами на ночном небе. Помимо великолепного зрелища, изучение этого света поможет нам узнать о материи в нашей галактике, Млечный Путь.
Когда астрономы складывают всю обычную материю, которую можно обнаружить вокруг нас (например, в галактиках, звёздах и планетах), они обнаруживают только половину того количества, которое, согласно прогнозам, должно существовать. Эта нормальная материя является “барионной”, что означает, что она состоит из барионных частиц, таких как протоны и нейтроны.
Но примерно половина всего вещества в нашей галактике слишком тёмная, чтобы её можно было обнаружить дажес помощью самых мощных телескопов. Она принимает форму холодных тёмных сгустков газа. В этом тёмном газе и находится “недостающая” барионная материя Млечного Пути.
В статье, опубликованной в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, исследователи подробно рассказали об открытии пяти мерцающих далёких галактик, которые указывают на присутствие газового облака необычной формы в Млечном Пути. Учёные думают, что это облако может быть связано с пропавшим веществом.
Обнаружение того, чего мы не видим
Звёзды мерцают из-за турбулентности в нашей атмосфере. Когда их свет достигает Земли, он изгибается, преломляясь в разных слоях атмосферы.
Изредка галактики тоже могут мерцать из-за турбулентности газа в Млечном Пути. Мы видим это мерцание из-за светящихся ядер далёких галактик, называемых квазарами.
Астрономы могут использовать квазары в качестве подсветки, чтобы обнаружить вокруг нас сгустки газа, которые иначе было бы невозможно увидеть. Однако проблема заключается в том, что мерцающие квазары встречаются очень и очень редко.
Именно здесь на помощь приходит австралийский квадратный километровый массив Pathfinder (ASKAP). Этот высокочувствительный телескоп может наблюдать область размером с Южный Крест и обнаруживать десятки тысяч далёких галактик, включая квазары.
Используя ASKAP, исследователи несколько раз посмотрели на один и тот же участок неба. Из 30 000 галактик, которые они смогли увидеть, шесть сильно мерцали. Удивительно, но пять из них выстроились в длинную тонкую прямую линию.
Анализ показал, что исследователи захватили невидимый сгусток газа, находящийся между нами и далёкими галактиками. Когда свет от галактик проходил через газовое облако, они, казалось, мерцали.
Сгусток газа в десяти световых годах от нас
Обнаруженное астрономамт газовое облако находилось внутри Млечного Пути, примерно в 10 световых годах от Земли. Для справки, один световой год равен 9,7 триллионам километров.
Это означает, что свет от этих мерцающих галактик прошёл миллиарды световых лет к Земле только для того, чтобы преломиться облаком десять лет назад.
Наблюдая за положением на небе не только пяти мерцающих галактик, но и десятков тысяч немигающих галактик, учёные смогли определить границу газового облака.
Окпзалось, что облако имеет сильно вытянутую форму и всего две угловые минуты в ширину. Оно такое тонкое, что это всё равно, что смотреть на прядь волос на расстоянии вытянутой руки.
Это первый раз, когда астрономы смогли таким образом рассчитать геометрию и физические свойства газового облака. Но откуда оно взялось? И что придало ему такую необычную форму?
Там холодно
Астрономы предсказали, что, когда звезда проходит слишком близко к чёрной дыре, экстремальные силы чёрной дыры разрывают её, в результате чего образуется длинный тонкий поток газа.
Но рядом с этим облаком газа нет массивных чёрных дыр – ближайшая из известных нам находится на расстоянии более 1000 световых лет от Земли.
Поэтому исследователи предложили другую теорию: водородное “снежное облако” было разрушено и растянуто гравитационными силами от соседней звезды, превратившись в длинное тонкое газовое облако.
Снежные облака изучались только как теоретические объекты, и их практически невозможно обнаружить. Но они должны быть настолько холодными, что капли газообразного водорода внутри них просто замёрзнут.
Некоторые астрономы считают, что снежные облака составляют определённую часть недостающего вещества в Млечном Пути.
Для нас было невероятно интересно измерить невидимый сгусток газа с такой детализацией с помощью телескопа ASKAP. В будущем мы планируем повторить наш эксперимент в гораздо большем масштабе и надеемся создать “карту облаков” Млечного Пути.
Затем мы сможем выяснить, сколько существует других газовых облаков, как они распределены и какую роль они могли сыграть в эволюции Млечного Пути.
