Млечный Путь окружён массивным гало из горячего газа

То, что Галактика окружена гало, понятно давно. Вопрос был лишь в том, из чего складывается его основная составляющая. Рентгеновский телескоп космического базирования «Чандра» и другие инструменты позволили выяснить, что газовый компонент такого гало, простирающийся на огромное расстояние, по массе не уступает всём звёздам нашей Галактики вместе взятым.

Горячее газовое гало простирается на 100 с лишним кпк от периферии Галактики и включает в себя не только Млечный Путь, но и Большое и Малое Магеллановы Облака. (Здесь и ниже илл. NASA / CXC / M.Weiss / Ohio State / A.Gupta et al.)

Группа из пяти астрономов, используя данные телескопов «Чандра», XMM-Newton и Astro-EII, установила довольно жёсткие ограничения на массу и температуру горячего газового компонента галактического гало, а также занимаемое им пространство. Для этого учёные использовали наблюдения телескопов за далёкими внегалактическими рентгеновскими источниками: излучение от них наиболее эффективно поглощается ионами кислорода, находящимся в составе этого гало.

Температура основной части газа оказалась не выше 2 500 000 К и не ниже 1 000 000 К, то есть в сотни раз горячее поверхности Солнца, хотя и близко к температуре солнечной короны. Это больше, чем считалось: в ряде предыдущих исследований изучался лишь тёплый газовый компонент галактического гало, с температурами от 100 000 до 1 000 000 К. Как полагают авторы работы, именно слишком высокая температура горячего газа и стала причиной столь позднего его обнаружения: другие группы искали в основном газ с меньшими температурами.

«Мы знаем, что этот газ окружает Галактику, и знаем его температуру, — отмечает ведущий автор исследования Анджали Гупта из Университета штата Огайо (США). — Большим вопросом является то, как велико это гало и насколько оно массивно».

Комбинируя данные от различных рентгеновских телескопов, учёные пришли к выводу, что «весит» гало около 60 млрд солнечных масс. Плотность его невелика, порядка ~10⁻⁴ см⁻³. Протяжённость за пределами нашей Галактики вполне может составлять сотни тысяч световых лет и больше. Допускается также, что речь идёт об общей для всей местной группы галактик среде. Даже если верна самая нижняя оценка — 100 кпк (360 000 световых лет), размер гало во много раз превосходит диаметр видимого галактического диска (100 000 световых лет).

Нормализованный поток входящего излучения показывает пик поглощения для волн длиной в 21,6 Å.

Кстати, оценка в 60 млрд солнечных масс скорее консервативна: точное соотношении кислорода и водорода в галактическом гало неизвестно, а потому астрономы предпочли сравнительно низкое значение.

Несмотря на это допущение, даже в нынешнем виде исследование способно в значительной части решить вопрос о скрытой массе, по крайней мере в отношении нашей Галактики. Ранее, по разным оценкам, до половины обычной барионной материи не попадало в поле зрения астрономов, не обнаруживая себя ни в звёздах, ни в межзвёздном газе внутри самого галактического диска.

Соответствующее исследование опубликовано в Astrophysical Journal Letters; с препринтом можно ознакомиться здесь.

Подготовлено по материалам НАСА.