Badania przeprowadzone przez Green Bank Telescope (GBT) ukazują nieznaną wcześniej populację odosobnionych obłoków wodorowych znajdujących się w gazowym halo otaczającym Drogę Mleczną. Obłoki te zostały odkryte w strefie przejściowej pomiędzy naszą Galaktyką i przestrzenią międzygalaktyczną. Dostarczają one dowodów, że napędzane przez wybuchy supernowych “galaktyczne fontanny” w ciągły sposób wyrzucają supergorący gaz wodorowy w sąsiedztwo galaktyczne.

Rozciągająca się daleko poza pełen gwiazd dysk Drogi Mlecznej galaktyczna atmosfera nazywana jest halo galaktycznym i składa się z wodoru. “Dzięki badaniom tego halo możemy się wiele nauczyć na temat procesów zachodzących wewnątrz naszej Galaktyki jak i poza nią” – powiedział Jay Lockman, astronom z National Radio Astronomy Observatory (NRAO) w Green Bank w zachodniej Wirginii. “Pozostawało dotąd tajemnicą w jaki sposób powstało halo i co powstrzymuje siły grawitacji od uczynienia z niego, dawno temu, płaskiej warstwy“.

Część astronomów spekulowała, że gaz ma postać rozproszonej mgły utrzymywanej poza płaszczyzną Drogi Mlecznej dzięki oddziaływaniu pól magnetycznych lub promieniowania kosmicznego. Inni uważali, że składa się on z niezliczonej liczby długożyjących obłoków wodorowych poruszających się w górę i w dół jak piłki wyrzucane przez żonglera.

Pierwsze obserwacje wykonane za pomocą teleskopów pokazały, że rzeczywiście istnieje pewna ilość neutralnego wodoru unoszącego się daleko poza płaszczyzna galaktyki. Instrumenty te nie były jednak w stanie ukazać żadnych szczegółów struktury i odpowiedzieć na pytanie o jego pochodzenie.

Badania Lockmana po raz pierwszy dostarczyły obrazów przedstawiających strukturę tego gazu. To raczej nie mgła, ale zespół rozdzielonych obłoków. Każdy z nich ma masę 50-100 mas słonecznych, składa się z wodoru i ma średnicę około 100 lat świetlnych. “Obiekty te nie mogły być dostrzeżone przez starsze teleskopy” – stwierdził Lockman. Stało się to możliwe dopiero dzięki zastosowaniu GBT. Wyniki Lockmana zostaną opublikowane w piśmie Astrophysical Journal Letters.

Obłoki zostały odkryte około 15 tysięcy lat świetlnych od Ziemi w kierunku centrum naszej Galaktyki, około 5 tysięcy lat świetlnych ponad jej płaszczyzną.

Jednym z najważniejszych faktów ukazanych przez GBT jest stwierdzenie, że obłoki są dynamicznie związane z dyskiem Drogi Mlecznej – podążają za rotacją reszty Galaktyki. Materia z innych źródeł, opadając na Drogę Mleczną, miałaby inne prędkości i wyglądałaby zupełnie inaczej. “Obiekty te powstały w naszej Galaktyce i nie są przybyszami spoza niej” – powiedział Lockman.

Chociaż pochodzenie nowo odkrytych obłoków nie jest jeszcze znane, jednym z rozpatrywanych mechanizmów wyjaśniających dostarczania obłoków gazowych do halo są wybuchy gwiazd supernowych. Kiedy masywna gwiazda osiąga kres swojego życia wybucha, stając się źródłem promieniowania kosmicznego i ogromnego rozszerzającego się obłoku gazu o temperaturze milionów stopni Celsjusza. Z upływem czasu gaz ten może wylecieć poza dysk galaktyczny, w obszar halo.

Pytaniem pozostaje jednak co dzieje się z tym gazem po wyrzuceniu do halo. Jedną z możliwości jest, że w postaci wiatru opuszcza on Drogę Mleczną i nigdy nie wraca. Część przewidywań astronomów mówi jednak, że gaz stopniowo ochładza się i może kondensować w postaci obłoków wodoru, które z czasem, niby krople wody, opadają na dysk Galaktyki. W ten sposób powstaje coś, co można by nazwać galaktyczną fontanną.

Jeśli obłoki powstały z materii wyrzuconej z galaktycznego dysku do halo, możliwe jest, że teraz opadają z powrotem. Wymagałoby to ciągłego dopływu nowej materii z wybuchów supernowych do halo w celu uzupełniania gazu, który opadł na Drogę Mleczną“.

Lockman skomentował, że dalsze badania, które właśnie trwają, powinny w klarowny sposób ukazać własności obłoków, wyznaczyć ich rozkład, pokazać jak są one związane z innymi typami obłoków i odsłonić ich wewnętrzną strukturę.

Radioteleskopy są w stanie wykryć emisję radiową z neutralnego atomowego wodoru. Jego promieniowanie powstaje gdy swój stan energetyczny zmieniają elektrony obiegające tworzące jądra protony.

Uruchomiony w sierpniu 2000 roku GBT jest największym na świecie w pełni sterowalnym radioteleskopem. Jego antena w kształcie talerza ma rozmiary 100 na 110 metrów i składa się z 2004 elementów.

Autor

Michał Matraszek