Радиация, а не сверхновые, вызывает суперветры в некоторых галактиках, предполагают астрономы

Когда астрономы наблюдают суперветры, двигающиеся с чрезвычайно высокой скоростью от суперзвездных кластеров или «вспышек звездообразования», они предполагали, что эти ветры вызваны сверхновыми, то есть взрывами звезд.

Об этом рассказывают в Мичиганском университете (UM).

Так,э было со вспышкой звездообразования под названием Mrk 71 в соседней галактике. Астрономы наблюдали невероятно быстрые суперветры – двигающиеся со скоростью примерно 1% от скорости света – исходящие из скопления, и классические соображения предполагали, что газ до такой скорости разгоняют взрывы многих сверхновых.

Но астрономы UM считают, что сверхновые не являются причиной: скопление слишком молодо, чтобы иметь сверхновые. Они подозревают, что за суперветром стоит другой механизм.

Изучая свойства ветра и вспышки звездообразования, астрономы установили, что ультрафиолетовое излучение от самой компактной вспышки звездообразования вызывает суперветер. Их выводы, опубликованные в журнале Astrophysical Journal Letters, могут помочь объяснить один из разделов истории возникновения Вселенной.

Приближенное изображение региона Мрк 71. Credit: Sally Oey

Сразу после Большого взрыва Вселенная была очень плотной и непрозрачной, говорит ведущая автор и аспирант Елена Комарова. Вселенная была настолько плотно заполнена частицами, что свет не мог пройти сквозь них.

Но когда первые звезды образовались в первых галактиках, они излучали много ультрафиолетового света. И это, по сути, испаряет газ во Вселенной”, - сказала Комарова. “Это процесс сродни тому, когда утром у вас туман, сквозь который вы не можете видеть, но затем приходит солнечный свет и ударяется в туман, он начинает распадаться на меньшие капли, и вы начинаете видеть, как проходит свет”.

По этой аналогии нейтральные атомы водорода, составляющие 92% космоса, являются «туманом» во Вселенной. Но когда свет начал исходить от первых звезд, образовавшихся во Вселенной, ультрафиолетовый свет от этих звезд стал разбивать частицы водорода.

"Вселенная по сути становится прозрачной, и это происходит на так называемом космическом рассвете, когда появляются первые звезды", - сказала Комарова. "И вот что мы пытаемся выяснить: как получить этот ультрафиолетовый свет, который достаточно энергичен для испарения Вселенной, выхода из галактик, без поглощения его водородом?"

Комарова и Салли Ой, профессор астрономии и старший автор работы, считают, что ответ кроется в суперветрах, которые они обнаружили, генерируемые излучением этих компактных галактик со вспышкой звездообразования. Излучение – ультрафиолетовый свет – «испаряет» атомы водорода, состоящие из одного протона и одного электрона, отрывая электроны, ионизируя их.

"Только ультрафиолетовый свет способен сделать это, потому что свет должен быть выше определенного порогового значения энергии", - сказала Ой. "Как только водород ионизирован, он становится прозрачным, поскольку не может захватить больше УФ-фотонов".

На рисунке изображена карта яркости газа в четырех диапазонах скоростей, демонстрирующая поведение ветра. Credit: Lena Komarova et al

Астрономы UM выдвинули гипотезу о ветре, вызванном излучением, чтобы объяснить Mrk 71 — регион вспышки звездообразования в галактике NGC 2366. Исследуя спектр этого региона, Комарова и Ой смогли изучить структуру скоростей газа и обнаружили плавный ветер, возникший в самом ярком суперзвездном кластере Mrk 71.

"Мы обнаружили, что даже если бы были сверхновые, все равно не хватило бы энергии, чтобы ускорить газ до наблюдаемых скоростей", - сказала Комарова. "Мы сравнили силу действия звездного света на газ с силой гравитации, и обнаружили, что излучение гораздо сильнее гравитации, поэтому оно, по сути, может выталкивать газ без того, чтобы гравитация втягивала его назад. Это то, что мы называем управляемым радиацией ветром”.

Само ускорение происходит, когда интенсивный свет облучает плотные сгустки газообразного водорода с одного направления, толкая газ вперед, подобно тому, как газ от вспышки выталкивает шар из пистолета. Сгустки должны быть слишком плотными, чтобы испарятся ультрафиолетовым излучением. Но свет также вырывается через промежутки между плотными сгустками водорода и вырывает сгустки, расположенные дальше звездного кластера.

"Причина, почему это связано с очень высокими скоростями, заключается в том, что для того чтобы сгустки разгонялись до такой высокой скорости, они должны постоянно захватывать эти УФ-лучи, даже на больших расстояниях от звездного кластера", - сказала Ой.

Исследователи полагают, что этот процесс очищает пути прохождения ультрафиолетового света между сгустками газообразного водорода.

"Таким образом, этот ультрафиолетовый свет может фактически оставить свое скопление, где он родился, и выйти в остальную Вселенную, чтобы испарить ее", - сказала Комарова. "Это вкладывает еще один кусок в пазл загадки испарения Вселенной и предлагает конкретный физический механизм того, как это происходит.

Исследователи сделали свое заключение, используя космический телескоп Хаббл и архивные данные, собранные в обсерватории Джемини-Север на Гавайях.

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.