Като лед във вулкан: Студени водородни облаци в горещите мехури на Ферми в центъра на Млечния път

Изследователи са открили облаци от 100 пъти по-студен газ, вградени дълбоко в по-големи, прегряти газови облаци – или мехури на Ферми – в центъра на Млечния път. Откритието оспорва настоящите модели за образуване на мехури на Ферми и разкрива, че мехурите са много по-млади от предполагаемото досега.

"Мехурите на Ферми са огромни структури от горещ газ, които се простират над и под диска на Млечния път, достигайки около 25 000 светлинни години във всяка посока от центъра на галактиката – обхващайки обща височина от 50 000 светлинни години", обяснява Ронгмон Бордолой (Rongmon Bordoloi), доцент по физика в Държавния университет на Северна Каролина и съавтор на изследването, публикувано в The Astrophysical Journal Letters.

"Мехурите на Ферми са сравнително скорошно откритие – те са били идентифицирани за първи път от телескопи, които "виждат" гама лъчи, през 2010 г. – има различни теории за това как се е случило, но знаем, че е било изключително внезапно и бурно събитие, като вулканично изригване, но в огромен мащаб."

Бордолой и изследователският екип са използвали телескопа Green Bank (NSF GBT) на Националната научна фондация на САЩ, за да наблюдават мехурите на Ферми и да получат данни с висока резолюция за състава на газа вътре и скоростта, с която той се движи. Тези измервания са два пъти по-чувствителни от предишните радиотелескопни изследвания на мехурите на Ферми и им позволяват да наблюдават по-фини детайли в мехурите.

По-голямата част от газа във вътрешността на мехурите на Ферми е с температура около 1 милион градуса по Келвин. Изследователският екип обаче откриват и нещо изненадващо: плътни облаци от неутрален водороден газ, всеки от които с маса няколко хиляди слънчеви маси, разпръснати в мехурите на 12 000 светлинни години над центъра на Млечния път.

"Тези облаци от неутрален водород са студени в сравнение с останалата част от мехура на Ферми", отбелязва Андрю Фокс (Andrew Fox), астроном на ESA-AURA в Научния институт за космически телескопи и съавтор на статията.

"Те са с температура около 10 000 градуса по Келвин, което ги прави поне 100 пъти по-студени от заобикалящата ги среда. Да откриеш тези облаци в балона на Ферми е като да откриеш кубчета лед във вулкан."

Тяхното съществуване е изненадващо, защото горещата (повече от 1 милион градуса по Келвин) и високоскоростна среда на ядрения поток би трябвало бързо да е унищожила всеки по-хладен газ.

"Компютърни модели на взаимодействие на хладен газ с горещ изтичащ газ в екстремни среди като мехурите на Ферми показват, че хладните облаци би трябвало да бъдат бързо унищожени, обикновено в рамките на няколко милиона години, времеви мащаб, съвпадащ с независимите оценки за възрастта на мехурите на Ферми", разказва Бордолой. "Не би било възможно облаците изобщо да съществуват, ако мехурите на Ферми са на 10 милиона години или повече."

"Това откритие става още по-забележително, заради неговата съгласуваност с наблюденията в ултравиолетовия диапазон на космическия телескоп Хъбъл (HST)", обяснява Бордолой. "Облаците се намират по линията на видимост, наблюдавана преди това с HST, който е засекал силно йонизиран многофазен газ, вариращ в температури от милион до 100 000 Келвина – което е това, което бихте очаквали да видите, ако студен газ се изпарява."

Екипът успява да изчисли и скоростта, с която се движат газовете, което допълнително потвърждава възрастта.

Тези газове се движат с около милиони километра в час, което също определя мехурите на Ферми като сравнително скорошно образувание, изтъкват изследователите.

"Тези облаци не са били тук, когато динозаврите са бродили по Земята. В космически времеви мащаби милион години е един миг", коментира Бордолой.

Тези студени облаци са се издигнали от центъра на Млечния път нагоре от много горещия вятър, който е образувал мехурите на Ферми. Точно както не може да се види движението на вятъра на Земята, ако няма облаци, така не можем да се види горещия вятър от Млечния път, но може да се открие радиоизлъчване от студените облаци, които той носи със себе си, обясняват авторите на статията .

Това откритие оспорва настоящата представа за това как студените облаци могат да оцелеят в екстремната енергийна среда на галактическия център, поставяйки силни емпирични ограничения върху това как изходящите потоци взаимодействат с околната среда. Освен това констатациите дават и ориентир за симулации на еволюцията на галактиките, както и нов поглед върху цикличната трансформацията на енергията и материята в галактиките.

Справка: Rongmon Bordoloi et al, A New High-latitude H i Cloud Complex Entrained in the Northern Fermi Bubble, The Astrophysical Journal Letters (2025). DOI: 10.3847/2041-8213/addd16

Източник: Cold hydrogen clouds discovered inside superheated Fermi bubbles at Milky Way's center, Tracey Peake, North Carolina State University

Още по темата

01/07/2024

Космос

Двата рентгенови мехура eROSITA са огромни и свързани с центъра на галактиката ни

12/02/2024

Космос

Черната дупка в Млечния път се върти толкова бързо, че спесква околното пространство

11/03/2022

Космос

Гигантските мехури на Ферми и eRosita в центъра на Млечния път са причинени от свръхмасивната черна дупка Sgr A*

29/05/2021

Космос

Изображение на центъра на нашата галактика намеква за нов космически феномен