Итан Зигель: Газовое облако-монстр зажжет Млечный Путь!

Итан Зигель, 

Forbes/Science

28 января 2016 года

Illustration Credit: NASA, ESA, and A. Feild (STScI); science by A. Fox (STScI), ESA and NASA.

Когда мы думаем о нашей Галактике, большинство представляет себе ее как совокупность всех видимых нам невооруженным глазом на небе звезд, огромных спиральных рукавов, пылевого диска Млечного Пути, а также центрального утолщения. Все это вместе составляет наш звездный дом, наполненный более 400 млрд звезд, похожих на Солнце. А галактика «Млечный Путь», который мы видим каждую темную ночь – одна из сотен миллиардов похожих на нее галактик

Это - Млечный Путь из лагеря Конкордия в Пакистанской пустыне Каракорам. Справа - пик Митре, слева начинается хребет Широкий. Фото Анни Дирске, http://www.annedirkse.com, a c.c.-by-s.a.-4.0 license.

Но в ней есть нечто большее, чем просто все видимое невооруженному глазу. Наша Галактика окружена огромным массивным Гало, которое протянулось далеко за пределы пылевого диска и наполнено не только темной материей, но и различными реинкарнациями обычной – сотней шаровых звездных скоплений (собраний сотен тысяч звезд внутри сфер диаметром всего в несколько десятков световых лет), и – что очень важно – гигантскими облаками молекулярного газа, которые с большой скоростью движутся через внешние пределы нашей Галактики. Эти облака могут сжиматься и рождать новые звезды, они могут пересекать плоскость Галактики и приводить к новым взрывам звездных рождений. Они могут также взаимодействовать с другими массами, включающими в себя: 

- карликовые галактики или галактический мусор, оставшийся после их взаимодействия с нашей,
- шаровые скопления,
- другие молекулярные облака,
- движущиеся скопления обычной (или темной) материи.

Гравитационные взаимодействия особенно интересно наблюдать тогда, когда в них вовлечены три тела, два из которых часто после этого становятся тесно связанной парой, а одно бывает выброшено далеко-далеко в пространство. Примерно так мы используем планеты для ускорения наших космических аппаратов в Солнечной Системе, и по тому же принципу газовые облака могут быть выброшены из Галактики наружу. В одном особом случае облако может приобрести недостаточно высокую скорость, и начнет возвращаться обратно.

Image credit: B. Saxton and F. Lockman (NRAO/AUI/NSF), and A. Mellinger; Illustration Credit: NASA, ESA, and Z. Levay (STScI).

Есть сотни облаков, которые движутся на высокой скорости – в сотни км/с – через внешние пределы Галактики, находясь практически на стабильных орбитах. Обычно их форма неправильная, их поперечник – тысячи световых лет, а масса – сотни миллионов масс Солнца. Но есть одно сильно отличающееся от них облако, которое называют «облаком Смита». Оно находится значительно дальше всех остальных и движется к нам на огромной скорости – около 310 км/с. «Движется к нам» означает, что оно столкнется с диском Галактики через 30 млн лет – большой срок для человека, но для Галактики это совсем ничего. Для сравнения, период обращения Солнца по орбите вокруг центра Галактики – 200 млн лет.

Вот как мы его обнаружили.

«Чтобы сделать вывод о его галактическом происхождении, мы использовали измерения его металличности (количества тяжелых элементов) и вычисления орбит. Данные телескопа Хаббл показали, что уровень серы облака Смита соответствует уровням серы Галактики. Если бы это облако пришло из межгалактического пространства, уровень серы был бы значительно ниже.»

В дополнение к этому по данным Хаббла Фокс смог использовать орбитальную динамику облака, чтобы сделать вывод о том, что это облако было выброшено из нашей Галактики с такой скоростью, чтобы почти покинуть его, и теперь оно втягивается обратно по направлению к диску Млечного Пути!

Illustration Credit: NASA, ESA, and A. Feild (STScI); science by A. Fox (STScI), ESA and NASA.

«Орбита облака указывает на то, что 70 млн лет назад оно было внутри Млечного Пути.» - продолжает Фокс. Через 30 млн лет оно столкнется с плоскостью нашей Галактики, запустив в ней невероятно энергичное событие – рождение новых звезд, причем количество газа в облаке поперечником около 11 тыс световых лет, указывает на то, что будет рождено не менее 2 миллионов звезд! Почему?

Фокс не очень уверен в ответе на этот вопрос: «Но причина высокой скорости этого облака по-прежнему еще обсуждается. Возможно, это была темная материя, которая прошла через диск Галактики, аккумулировала на себе газ, и проследовала вместе с ним дальше.»

Неважно, что было причиной появления такого удивительного облака, главное, что это – одно из самых интересных космических открытий, которые мы когда-либо делали- облако не только находится на нашем заднем дворе, оно станет еще интереснее в довольно краткосрочной по космическим меркам перспективе.