Галактики больше, чем мы думали? Телескопы Кека проливают свет на эволюцию звезд

Ученые из Австралии и США разработали новый метод наблюдения за газовыми оболочками звездных систем, что позволило им обнаружить четкую границу между внутренней и внешней частями галактик. Исследование, опубликованное в журнале Nature Astronomy , проливает свет на один из фундаментальных вопросов астрономии: где галактики на самом деле заканчиваются?

Группа исследователей под руководством Николь Нильсен из Университета Суинберна и ASTRO 3D использовала так называемый веб-имаджер обсерватории Кека (KCWI) на 10-метровом телескопе для наблюдения за объектом IRAS 08339+6517. Им удалось обнаружить облака газа на расстоянии до 100 000 световых лет за пределами звездного диска.

Традиционно считалось, что размер галактики определяется распределением звезд. Например, наш Млечный Путь имеет диаметр около 87 000 световых лет, если учитывать только звездное население. Однако, как показало исследование, газовая оболочка простирается гораздо дальше. Оказывается, на определенном расстоянии от центра звездной системы физические свойства водорода и кислорода в газе меняются. Эти изменения наблюдались повсеместно на одном и том же расстоянии.

Внутри галактического диска газ ионизируется. На больших расстояниях ионизация происходит за счет ударных волн или внегалактического ультрафиолетового фона. Открытие имеет важное значение для понимания эволюции звездных систем, так как газ постоянно перемещается внутрь и наружу, влияя на скорость звездообразования. Понимание этого процесса может помочь объяснить различия между галактиками с активным звездообразованием, «потухшими» системами и теми, что находятся в переходном состоянии.

IRAS 08339+6517 — галактика со вспышкой звездообразования, производящая новые светила с чрезвычайно высокой скоростью. Она находится на расстоянии около 180 000 световых лет от нас и имеет спиральную структуру, видимую с лицевой стороны. Интересно, что эта звездная система взаимодействует с соседней галактикой, находящейся на расстоянии около 200 000 световых лет. Их взаимодействие может усиливать скорость появления новых светил, хотя и не влияет на морфологию IRAS 08339+6517.

Исследователи отмечают: большая часть массы галактики на самом деле состоит из газа, а не звезд. Например, в нашем Млечном Пути насчитывается от 100 до 300 миллиардов звезд, но газ составляет около 70% массы (не считая темной материи). Циркумгалактическая среда (CGM) служит резервуаром материала для формирования светил и играет ключевую роль в эволюции космических структур. Она взаимодействует с межгалактической средой (IGM) — по сути, еще большим количеством газа.