На милиарди светлинни години от Земята гигантски облаци водороден газ произвеждат специален тип радиация, вид ултравиолетова светлина, известен като алфа-лъчение на Лайман. Огромните облаци, излъчващи светлина, са Lyman Alpha Bubbles (LAB). LAB са няколко пъти по-големи от нашата галактика Млечен път, но са открити едва преди 20 години. За да се произведе това излъчване е необходим изключително мощен източник на енергия – енергия, равна на излъчването на милиарди слънца.
Ново изследване, публикувано на 9 март в списание Nature Astronomy, предполага, че енергийният източник е в центъра на звездообразуващите галактики, около които съществуват LAB.
Изследването се фокусира върху Lyman-alpha blob 6 (LAB-6), разположен на над 18 милиарда светлинни години от нас към съзвездието Грус. Съвместният екип откри уникална характеристика на LAB-6 – неговият водороден газ сякаш падаше навътре. LAB-6 е първият LAB с убедителни доказателства за този така наречен падащ газов подпис. Падащият газ е имал малко изобилие от метални елементи, което предполага, че падащият LAB водороден газ произхожда от междугалактическата среда, а не от самата галактика, образуваща звезди.
Количеството падащ газ е твърде малко, за да задейства наблюдаваното излъчване на Лиман-алфа. Получените данни показват, че централната звездообразуваща галактика е основният източник на енергия, отговорен за излъчването на Lyman-alpha. Те също така повдигат нови въпроси относно структурата на LAB.
„Това е истинска загадка. Очакваме да се появи газ около звездообразуващите галактики – те се нуждаят от газ за материали “, каза Дженг Женг, доцент по физика и астрономия в Университета в Юта и съавтор на изследването. – Но изглежда, че това е единствената топка на Lyman-alpha с падащ газ. Защо са толкова редки?
Авторите са използвали много големия телескоп (VLT) в Европейската южна обсерватория (ESO) и големият милиметър / субмилиметровия масив на Атакама (ALMA) за получаване на данни. Водещият автор на Обсерваторията на лилавите планини Ипинг Ао (Китайска академия на науките) за първи път откри системата LAB-6 преди повече от десетилетие. Знаеше, че дори тогава имаше нещо специално в системата, като се има предвид екстремният размер на водородната капка. Той скочи при възможността да се вгледа внимателно.
„За щастие успяхме да получим данните, необходими за улавяне на молекулярния състав от ALMA, който определя скоростта на галактиката. VLT оптичният телескоп на ESO ни даде важния спектрален светлинен профил на излъчването на Lyman-alpha.
Авторите на новото проучване откриха естеството на падащия газ, като анализираха кинематиката на емисията на Lyman-alpha. След излъчването на алфа фотона на Lyman той се сблъсква със среда, изпълнена с водородни атоми. Той се блъска многократно в тези атоми, като топка, движеща се в пинбол машина, преди да напусне околната среда. Този изход кара емисията да се разпространява навън на големи разстояния.
Падащи газове могат да се появят по няколко различни начина. Това може да е вторият етап на галактическа експлозия – ако масивни звезди умрат, те експлодират и изтласкват газ навън, който след това пада навътре. Друг вариант е студен поток: нишките водород се носят между небесните обекти, които могат да бъдат изтеглени в центъра на потенциален кладенец, създавайки характеристика на падащия газ.
Моделът на учените предполага, че падащият газ в този LAB идва от последния сценарий. Те анализираха формата на светлинния профил Lyman-alpha, което показва много малко метален прах. В астрономията металите са по-тежки от хелия. Звездите произвеждат всички тежки елементи във Вселената – когато експлодират, те произвеждат метални елементи и ги разпространяват в междугалактическото пространство.
