Hihetetlenül forró, nagyon ritka gázt találtak a Tejút körül

21085

A legújabb megfigyelések szerint rendkívül forró, nagyjából 10 millió fokos gáz veszi körül a Tejútrendszert. A gázt csillagrobbanások fújták ki a galaxisunkból.

Csillagvárosunk kívülről nézve lenyűgöző lehet: por, gáz és csillagok hatalmas spirálkorongja. Van azonban egy része, ami szinte láthatatlan, és ezért sokszor elkerüli a figyelmünket. A csillagászok régóta tudják, hogy a Tejutat ritka, forró gáz veszi körül, amelynek nagy része galaxisunk születéséből maradt hátra. Ezt az anyagot azonban nagyon nehéz észlelni. Új kutatások szerint még a korábban feltételezettnél is forróbb gáz lehet odakinn, ami új megvilágításba helyezi galaxisunk fejlődését.

Nem a galaxisok voltak a korai Világegyetem elsőként összeálló képződményei: először sötét anyagból álló hatalmas csomók jöttek létre. Ez a láthatatlan, átlátszó anyag körbefogja a galaxisokat és a galaxishalmazokat, és a modellek szerint korábban is keletkezett, mint azok. A sötét anyag a korai Világegyetem „őslevesének” sűrűbb területein halmozódott fel, majd ezt követte a gáz.

A Tejútrendszert és kisebb galaxistársait egy hatalmas, millió fokos gáz alkotta haló veszi körül, amelyet ez a fantáziarajz kék színnel ábrázol. Egy új tanulmány szerint a gáz egy része rendkívül forró, és magából a galaxisból származik. (Forrás: NASA / CXC / M.Weiss / Ohio State / A. Gupta et al.)

Ahogy a gáz befelé áramlott, legalább 10 ezer, de akár 1 millió fokos hőmérsékletre is melegedhetett. A gáz egy része lehűlt, és felhalmozódott a galaxisban, de a nagyobb hányada forró maradt és kiterjedt, hatalmas halót alkotva. Mivel rendkívül forró, erősen ionizált, vagyis egyes atomjai nem csak egy, de akár több elektront is veszítettek. Ráadásul ritka is. Ezek a jellegzetességek teszik nehezen észlelhetővé. Ennek ellenére megéri tanulmányozni, mert alakja megfelel a sötét anyag halóénak, amit viszont egyáltalán nem látunk.

A gázhalót nagyrészt a távoli kvazárok segítségével lehet vizsgálni. Egyes csillagászok számára azért érdekesek ezek a ragyogó, gázfaló fekete lyukak, mert távolról érkező fényüket a köztünk lévő gáz részben elnyeli.

Egy új tanulmány a kvazármódszerrel olyan forró gázra utaló nyomokat is talált, amelynek hőmérséklete eléri a 10 millió Kelvin fokot. Smita Mathur (Ohio State University) és Anjali Gupta (Columbus State Community College) az Amerikai Csillagászati Társaság legutóbbi virtuális találkozóján jelentette be kutatásának eredményeit.

A kutatócsoport az Európai Űrügynökség XMM-Newton távcsövével egy kvazár röntgenspektrumát vizsgálta. Az égitest fényének egy részét elnyelte a közelünkben, a Tejútrendszer halójában található ionizált oxigén és neon. Az ionizáció magas foka arra utal, hogy a gáz nagyjából 10 millió fokos. Ez a hőmérséklet sokkal magasabb, mint a már ismert gázhalóé. Túl forró ahhoz, hogy csupán a halóba hulló gáz magyarázza.

A galaxist körülvevő gázhaló részt vesz a csillagképződés és a csillagok visszacsatolása által létrejövő ciklusban. (Forrás: Tumlinson et al., Annual Reviews of Astronomy & Astrophysics, 2018)

A 10 millió fokos gázban sokkal több nehéz elem van, mint a Napban, ami a szupernóva-forgatókönyvet támogatja. Egy olyan gázciklus része lehet, amely hajtja (vagy megállítja) a csillagképződést a Tejútrendszerben. „Még a felfedezés szakaszában vagyunk.” – mondja Marthur.

Az a konfiguráció, ha egy fényes háttérforrás irányába nézünk egy adott irányból, félrevezető eredményekre vezethet. A kutatók ezért elkezdtek keresni más lehetséges irányokat: további távoli kvazárok irányában kutattak hasonló eredmények után. Négy másik kvazárról végeztek röntgenmegfigyeléseket, és sikerült megerősíteni az első eredményeket: a négy kvazárból három spektrumában látszott 9 millió fokos gáz abszorpciója sokféle nehéz elemmel. (Ez a kutatás még folyamatban van.)

Röntgen égbolttérkép középen a Tejút síkjával. Fehér X jelzi az első vizsgált kvazárt, a sárga X-ek pedig a másik négy vizsgálati irányt. (Forrás: MPE and S. L. Snowden)

A rendkívül forró gáz egy olyan új felfedezés, amelyet eddig csak a Tejút és az NGC 3221 jelzésű galaxis esetében láttunk.

A kutatók elismerik, hogy más magyarázat is lehet a gyűjtött röntgenadatokra, bár szerintük a rendkívül forró gáz illik legjobban az eredményekhez. Dan McCammon (University of Washington) szerint problémás az adatgyűjtés módja.

„A forró, diffúz gáz megfigyelésével kapcsolatos probléma az, hogy nincsenek elég jó műszereink.” – mondja McCammon. „Korántsem áll rendelkezésre annyi adat, amennyire szükségünk lenne annak megfejtéséhez, hogy mit látunk.” Ennek ellenére, teszi hozzá, sok bizonyíték van arra, hogy a Tejútrendszert körülvevő gázhaló különféle tartományokra oszlik, melyek mindegyike eltérő hőmérsékletű. „A teoretikusok valami ilyesmit várnának.” – magyarázza. Végül is, ha a gáz szupernóva-robbanásokból szökik a halóba, el kell érnie a legalább 5 millió fokos hőmérsékletet. „Nem kéne meglepődnünk, ha ehhez hasonló hőmérsékleteket mutatnánk ki a galaxisok körüli közegben.”

Bár McCammon szerint a jelenlegi műszerek képességei korlátozottak, alapvetően egyetért a kutatás eredményével.A jelenleg is folyó és a tervezett küldetések, mint amilyen az eROSITA és az Arcus, szilárdabb alapokra helyezhetik az eredményeket, mivel részletesebb röntgencsillagászati adatokat szolgáltatnak.

Forrás: Sky & Telescope

Hozzászólás

hozzászólás