Нахождение космического тумана в межгалактических «блинах»

Команда астрономов глубоко погрузилась в космический туман

В новом исследовании Нир Манделькер и профессор Фрэнк К. ван ден Босх рассказали о самом детальном моделировании большого участка  IGM. Впервые они смогли увидеть, как холодные, плотные газовые облака в IGM организуются и реагируют на гораздо более крупные «листы» или «блины» материи в космическом пространстве.

Исследователи годами пытались собрать воедино структуры и свойства  IGM, в частности, для тестирования стандартной модели космологии Большого взрыва, которая предсказывает, что 80%-90% барионов находятся в  IGM, а также для исследования решающей роли  IGM как источника топлива во вселенной.

«Причина, по которой галактики могут непрерывно формировать звезды, заключается в том, что свежий газ поступает в галактики из IGM», — сказал Манделькер, ведущий автор исследования. «Понятно, что в галактиках закончился бы газ в очень короткие сроки, если бы они не накапливали свежий газ из IGM.»

Тем не менее, обнаружение газа IGM оказалось чрезвычайно трудным. В отличие от галактик, которые ярко светятся при свете звезд, газ в IGM почти никогда не светит настолько ярко, чтобы обнаружить его напрямую. Вместо этого, он должен быть изучен косвенно, через поглощение фонового света. Такие исследования поглощения позволяют узнать о плотности и химическом составе газовых облаков, в частности, выяснить, не загрязнило ли образование звезд в близлежащих галактиках газ металлами (элементы тяжелее гелия).

С помощью новой симуляции команда Йельского университета узнала немало нового, включая новые свойства вышеупомянутых листов барионов.

«Это расплющенные распределения материи, известные как «блины», которые растянулись на многие миллионы световых лет», — сказал ван ден Босх. «Мы обнаружили, что вместо того, чтобы быть равномерно распределенным, газ в блинчиках разбивается на то, что напоминает «космический туман», состоящий из крошечных, дискретных облаков относительно холодного и плотного газа.»

Считалось, что такие плотные облака газа образуются только в районах космоса, близких к галактикам, где природный газ гуще. Однако новая симуляция показывает, что они также могут конденсироваться из низкоплотного IGM. Исследователи утверждают, что это явление происходит естественным образом, в результате нестабильности, вызванной эффективным охлаждением газа.

Другой аспект этого космического тумана, основанный на Йельском моделировании, заключается в том, что он нетронут; он находится слишком далеко от любой галактики, чтобы загрязняться металлами. По словам Манделькера, это важно, поскольку объясняет недавние наблюдения плотных, не содержащих металла облаков на больших расстояниях от галактик, которые вызывают недоумение. Астрономы не смогли объяснить это явление, но новая симуляция предполагает, что их присутствие может быть просто результатом естественного процесса.

«Наша работа подчеркивает важность правильного определения свойств газа в  IGM, которым часто пренебрегают в пользу лучшего разрешения центральных галактик, — сказал Манделькер. «Было очень трудно понять, как газ в  IGM может стать таким плотным и оптически толстым, особенно когда предыдущие поколения космологических симуляций не обнаружили такого плотного газа в  IGM».

Популярные материалы