Obłoki wodoru w przestrzeni międzygalaktycznej

miedzy M31 a M33
Mozaika przedstawia obserwacje, wykonane z dużą rozdzielczością przy pomocy GBT, niedawno odkrytych obłoków wodoru (na czerwono i w czerwonym konturze) znajdujących się pomiędzy M31 (u góry po prawej) oraz M33 (na dole po lewej). Źródło: Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF
W ciemnym i bezgwiezdnym obszarze przestrzeni międzygalaktycznej astronomowie odkryli, dotychczas niewidoczną, grupę obłoków wodoru porozrzucanych pomiędzy dwiema sąsiadującymi ze sobą galaktykami Andromedy (M31) oraz Trójkąta (M33). Naukowcy podejrzewają, że te obłoki gazu, każdy o masie zbliżonej do galaktyki karłowatej, powstały z ogromnego obszaru gorącego, zjonizowanego gazu oraz pasma ciemnej materii.

Już od dawna wiemy, że z pozoru puste przestrzenie we Wszechświecie zawierają ogromne, ale bardzo rozrzedzone obłoki gorącego, zjonizowanego wodoru,” komentuje Spencer Wolfe z West Virginia University w Morgantown (USA). “Wcześniejsze obserwacje obszaru pomiędzy M31 i M33 sugerowały obecność zimniejszego, neutralnego wodoru, ale nie byliśmy w stanie określić jego struktury. Teraz, dzięki wysokiej rozdzielczości obserwacjom wykonanych przy pomocy Green Bank Telescope (GBT w USA), byliśmy w stanie zarejestrować pojedyncze, zwarte obłoki neutralnego wodoru, które początkowo uważaliśmy za bezkształtne pole gazu”.

Radioteleskopy mogą zaobserwować wodór w postaci atomowej, określany jako HI, ponieważ emituje on bardzo charakterystyczne promieniowanie w zakresie radiowym o długości 21cm. Mimo że wodoru jest bardzo dużo we Wszechświecie, to jest on jednak bardzo rozrzedzony i sygnał, który emituje jest bardzo trudno zarejestrować.

Niewiele ponad dekadę temu, astronomowie mieli pewne przesłanki, że pomiędzy M31 i M33 znajduje się obszar wypełniony wodorem. Sygnał pochodzący z gazu był jednak za słaby, by móc na jego podstawie wyciągnąć wnioski na temat natury, pochodzenia oraz obecności samego gazu. W zeszłym roku wykonano wstępne obserwacje przy pomocy GBT, które potwierdziły, że rzeczywiście pomiędzy galaktykami znajduje się sporo wodoru. Obserwacje miały jednak zbyt małą czułość do tego by móc określić strukturę gazu oraz jego pochodzenie. Wówczas najbardziej prawdopodobnym wytłumaczeniem było, że około miliarda lat temu, obie galaktyki zbliżyły się do siebie i wyniku grawitacyjnego oddziaływania powyrywały z siebie obłoki gazu. Galaktyki oddaliły się, a obłoki zostały "zawieszone" w przestrzeni pomiędzy nimi.

Nowe, dokładniejsze badania tego obszaru wykonane przez GBT, pokazały jednak że wodór nie ułożył się w charakterystyczny kształt wyciągniętych włókien, jakby można było się spodziewać tego po oddziaływaniu grawitacyjnym pomiędzy dwoma galaktykami. Zamiast tego połowa tego gazu zgromadziła się w zwartych obłokach, które najwyraźniej utrzymują się w pod wpływem własnej grawitacji. Trochę przypominają tym galaktyki karłowate, które jednak różnią się tym, że posiadają gwiazdy w liczbie od kilku tysięcy do kilku milionów.

Radioteleskop GBT zmierzył również jak poruszają się te obłoki i okazało się, że ich prędkości są bardzo podobne do prędkości z jakimi poruszają się M31 i M33. Dodatkowa analiza pokazała, że obłoki te są całkowicie odrębne i nie są obiektami związanymi z galaktykami M31 i M33. Ich ułożenie sugeruje również, że mogą się znajdować w filamencie ciemnej materii i to właśnie dzięki niej obłoki te mogły skondensować w otoczeniu gorącego gazu.

Naukowcy podejrzewają, że obłoki wodoru mogą być, dotychczas nie znanym, źródłem neutralnego wodoru, który spadając na M31 lub M33 dostarczy tym samym paliwa do powstania nowych pokoleń gwiazd.

Green Bank Telescope dzięki swoim rozmiarom (100m), unikalnemu projektowi i położeniu w strefie ciszy radiowej tzw. Radio Quiet Zone w Zachodniej Wirginii, był w stanie zarejestrować sygnał, który dla innych teleskopów jest po prostu za słaby.

Astronomów interesują te chłodne i ciemne obszary pomiędzy galaktykami, ponieważ może się tam znajdować dotychczas nie uwzględniona w obliczeniach zwykła materia. Takie obłoki wodoru mogą stanowić znaczący ułamek i nieco zmodyfikować nasz pogląd na rozkład materii we Wszechświecie. Dalsze badania tego rejonu oraz innych wokół galaktyk należących do Lokalnej Grupy (tj. galaktyk znajdujące się stosunkowo blisko Drogi Mlecznej) mogą dostarczyć dalszych wskazówek dotyczących ilości i rozkładu wodoru we Wszechświecie, o którym do tej pory nie wiele było wiadomo.

Wyniki opisywanych badań zostały opublikowane w czasopiśmie Nature:
Discrete clouds of neutral gas between the galaxies M31 and M33, Spencer A. Wolfe i in., Nature, 497,224–226

Hubert Siejkowski | Źródło: Nature, ScienceDaily.com

Liczba odsłon: 2123