Подібно до палаючих багать у холодні зимові ночі, галактики оточені димом газу та пилу, що віє в тінь. Цей тонкий шар матеріалу відомий як навкологалактичне середовище, таке велике гало, що містить близько 70 відсотків видимої маси галактики. Незважаючи на його домінуючу присутність у Всесвіті, мало що відомо про типову структуру середовища, що ускладнює розрізнення, де закінчується край одного космічного багаття і починається наступний.
Нове дослідження однієї галактики, що знаходиться приблизно у 270 мільйонах світлових років від нас, виявило взаємодію між навколо галактичним середовищем (CGM) і променистим диском галактики, що допомагає визначити межу, яка свідчить про те, що наша власна галактика може простягатися далі, ніж ми собі уявляли.
Якщо так, то наслідки цілком можуть означати, що давно передбачуване майбутнє зіткнення Чумацького Шляху з галактикою Андромеди, можливо, вже почалося – принаймні з точки зору початку перетину двох навкологалактичних середовищ.
Астрономи з Австралії та США використовували високочутливий апарат Keck Cosmic Web Imager, щоб зробити кілька зображень, зосереджених на відносно крихітній спіральній галактиці IRAS 08339+6517 (скорочено IRAS08).
Більшість попередніх досліджень CGM використовували переваги освітлення, яке постачалося живленням чорних дір у ще більш віддалених фонових галактиках. Хоча яскраве світло може виявити багато деталей у середовищі, його вузький промінь обмежує результати лише крихітною частиною гало.
Зафіксувавши набагато ширший розмах простору приблизно на 90 000 світлових років за межами сяючого диска галактики, команда могла проаналізувати помітні зміни в складі середовища.
Деякі із зображень поля показали нитку нейтрального газоподібного водню, що з’єднує IRAS08 із ще меншим сусідом через космічну мережу, тому не дивно, що команда виміряла велику кількість водню, що дрейфує у вакуумі. Що було несподіваним, так це виявлення водню, позбавленого своїх електронів, далеко за межами космічних ниток газу, змішаного з іншим, набагато важчим елементом – киснем.
«Ми знаходили його скрізь, куди не шукали, і це було справді захоплююче та дещо несподіваним», — каже провідний автор Ніколь Нільсен, астрофізик з Університету Свінберна в Австралії.
Плаваючи в міжгалактичному небутті, атоми насправді мають лише два джерела тепла. Один — бліде світло зірок далеких галактик. Інший – випадкове зіткнення з іншим атомом. І те, і інше можна розрахувати, щоб оцінити очікувану схему іонізації суміші водню та кисню. Використовуючи спектральні дані в розсіюванні зображень, дослідники нанесли на карту зміни щільності іонізації в масштабі кількох тисяч світлових років, визначивши плавно згасаючу зону впливу власного зіркового світла IRAS08.
«У CGM газ нагрівається чимось іншим, ніж типові умови всередині галактик, це, ймовірно, включає нагрівання від дифузних випромінювань від колективних галактик у Всесвіті, і, можливо, певний внесок спричинений ударами», — каже Нільсен. «Ця цікава зміна є важливою і дає деякі відповіді на питання, де закінчується галактика».
Відкриття не тільки краще визначає, що таке галактика, але й те, як дим і багаття у Всесвіті поєднуються та розвиваються протягом еонів. Знаходячись глибоко в Чумацькому Шляху, важко точно визначити межі наших власних галактичних кордонів. Узагальнюючи результати, ми можемо уявити, що навколишній простір газу, нагрітого нашими зірками, вже може змішуватися з гало, що належить нашому найближчому сусіду.
«Дуже ймовірно, що CGM нашого власного Чумацького Шляху та Андромеди вже перекриваються та взаємодіють», — каже Нільсен. Це дослідження було опубліковано в Nature Astronomy.