Они также обнаружили, что ореол имеет слоистую структуру с двумя основными вложенными и отдельными оболочками газа. Это наиболее полное исследование ореола, окружающего галактику.
«Понимание огромных газовых ореолов, окружающих галактики, чрезвычайно важно», – пояснила соисследователь Саманта Берек из Йельского университета в Нью-Хейвене, штат Коннектикут. "Этот резервуар газа содержит топливо для будущего звездообразования в галактике, а также утечки в результате таких событий, как сверхновые. Он полон ключей к разгадке прошлой и будущей эволюции галактики, и мы, наконец, можем подробно изучить ее на нашем ближайшем галактическом соседе."
«Мы обнаружили, что внутренняя оболочка, простирающаяся примерно на полмиллиона световых лет, намного более сложна и динамична», – пояснил руководитель исследования Николас Ленер из Университета Нотр-Дам в Индиане. "Внешняя оболочка более гладкая и горячая. Эта разница, вероятно, является результатом воздействия активности сверхновой в диске галактики, более непосредственно влияющей на внутреннее гало."
Признаком этой деятельности является открытие командой большого количества тяжелых элементов в газовом ореоле Андромеды.
Более тяжелые элементы готовятся в недрах звезд, а затем выбрасываются в космос – иногда яростно, когда звезда умирает. Затем гало загрязнено этим материалом от звездных взрывов.
Галактика Андромеды, также известная как M31, представляет собой величественную спираль, состоящую примерно из 1 триллиона звезд и сопоставимую по размеру с нашим Млечным путем.
На расстоянии 2.5 миллионов световых лет, это так близко к нам, что галактика кажется сигарообразным пятном света высоко в осеннем небе. Если бы ее газовый ореол можно было увидеть невооруженным глазом, он был бы примерно в три раза шире Большой Медведицы.
Это была бы самая большая особенность ночного неба.
В рамках программы под названием Project AMIGA (Absorption Map of Ionized Gas in Andromeda) исследование изучало свет от 43 квазаров – очень далеких, блестящих ядер активных галактик, питаемых черными дырами, – расположенных далеко за пределами Андромеды.
Квазары разбросаны за ореолом, что позволяет ученым исследовать несколько регионов. Глядя через ореол на свет квазаров, команда наблюдала, как этот свет поглощается ореолом Андромеды и как это поглощение изменяется в разных регионах. Огромный ореол Андромеды сделан из очень разреженного и ионизированного газа, который не излучает легко обнаруживаемое излучение.
Следовательно, отслеживание поглощения света, исходящего от фонового источника, – лучший способ исследовать этот материал.
Исследователи использовали уникальную способность спектрографа космического происхождения Хаббла (COS) для изучения ультрафиолетового света от квазаров. Ультрафиолетовый свет поглощается атмосферой Земли, что делает невозможным наблюдение с помощью наземных телескопов. Команда использовала COS для обнаружения ионизированного газа из углерода, кремния и кислорода.
Атом становится ионизированным, когда излучение лишает его одного или нескольких электронов.
Ореол Андромеды исследовали и раньше команда Ленера.
В 2015 году они обнаружили, что ореол Андромеды большой и массивный. Но было мало намека на его сложность; теперь он нанесен на карту более подробно, что привело к более точному определению его размера и массы.
"Раньше было очень мало информации – всего шесть квазаров – в пределах 1 миллиона световых лет от галактики. «Эта новая программа предоставляет гораздо больше информации об этой внутренней области ореола Андромеды», – пояснил соисследователь Дж. Кристофер Хоук, также из Нотр-Дама. "Исследование газа в пределах этого радиуса важно, так как он представляет собой что-то вроде гравитационной сферы влияния Андромеды."
Поскольку мы живем внутри Млечного Пути, ученым нелегко интерпретировать сигнатуру гало нашей собственной галактики. Однако они считают, что ореолы Андромеды и Млечного Пути должны быть очень похожи, поскольку эти две галактики очень похожи. Две галактики находятся на пути столкновения и сольются, образуя гигантскую эллиптическую галактику, которая начнется примерно через 4 миллиарда лет.
Ученые изучали газовые гало более далеких галактик, но эти галактики намного меньше на небе, а это означает, что количество достаточно ярких фоновых квазаров, чтобы исследовать их гало, обычно составляет только один на галактику. Поэтому пространственная информация по существу теряется. Газообразный ореол Андромеды находится в непосредственной близости от Земли, что позволяет собирать гораздо более обширные образцы.
«Это действительно уникальный эксперимент, потому что только с Андромедой у нас есть информация о ее ореоле не только по одной или двум линиям обзора, но и по более чем 40», – пояснил Ленер. "Это новаторский подход к изображению сложности ореола галактики за пределами нашего Млечного Пути."
Фактически, Андромеда – единственная галактика во Вселенной, для которой этот эксперимент может быть проведен сейчас, и только с Хабблом.
Только с помощью космического телескопа будущего, чувствительного к ультрафиолетовому излучению, ученые смогут регулярно проводить эксперименты такого типа за пределами примерно 30 галактик, входящих в Местную группу.
«Таким образом, Project AMIGA также дал нам возможность заглянуть в будущее», – сказал Ленер.
Выводы команды опубликованы в августе. 27 выпуск астрофизического журнала.
Космический телескоп Хаббла – это проект международного сотрудничества между НАСА и ЕКА (Европейское космическое агентство). Центр космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд, управляет телескопом. Научный институт космического телескопа (STScI) в Балтиморе проводит научные операции Хаббла.
STScI управляется для НАСА Ассоциацией университетов для исследований в области астрономии в Вашингтоне, округ Колумбия.C.