Mléčná dráha je zahalena do oblaku horkého plynu

Astronomové objevili na základě pozorování, která uskutečnila kosmická observatoř NASA s názvem Chandra X-ray Observatory, obrovský oblak (halo) horkého plynu, obklopující naši Galaxii (Mléčnou dráhu). Tento nově objevený útvar má průměr několik set tisíc světelných roků. Jeho odhadovaná hmotnost je srovnatelná s hmotností všech hvězd vytvářejících Galaxii.

Pokud bude rozměr a hmotnost tohoto halo potvrzena, může být vhodným vysvětlením záhady známé jako problém chybějící baryonové hmoty v naší Galaxii.

V nedávné studii použila skupina pěti astronomů data z družice Chandra, z družice XMM-Newton (kterou provozuje ESA) a japonské astronomické družice Suzaku k nastavení limitů pro teplotu, velikost a hmotnost halo tvořeného horkým plynem. Družice Chandra pozorovala osm jasných zdrojů rentgenového záření nacházejících se daleko za hranicí naší Galaxie, ve vzdálenosti několika stovek miliónů světelných roků. Data odhalila, že rentgenové záření těchto vzdálených zdrojů je absorbováno ionty kyslíku nacházejících se v sousedství Galaxie. Astronomové určili teplotu absorbujícího halo v rozmezí od jednoho miliónu až po 2,5 miliónu kelvinů, což je několiksetkrát vyšší teplota než na povrchu Slunce.

Jiné studie ukázaly, že Mléčná dráha (i jiné galaxie) je doslova ponořena do horkého plynu o teplotě 100 000 až 1 milión kelvinů. Další studie signalizovaly přítomnost horkého plynu o teplotách vyšších než jeden milión kelvinů. Avšak tyto nové výzkumy poskytly důkazy, že existující halo horkého plynu zahalující Mléčnou dráhu je mnohem hmotnější než doposud známé podstatně menší galaktické halo tvořené starými hvězdami a ionizovaným plynem.

„Víme, že plyn obklopuje naši Galaxii, a víme také, jak je tento plyn horký,“ říká Anjali Gupta, vedoucí autorka článku publikovaného v časopise The Astrophysical Journal. „Velkou otázkou je, jak rozsáhlé je toto halo a jaká je jeho celková hmotnost.“

Aby získali odpověď na tuto otázku, doplnili autoři výzkumu data z družice Chandra o zjištěný rozsah absorpce vytvářené ionty kyslíku na základě dat z družice XMM-Newton, a také o data z družice Suzaku, která registrovala rentgenové záření v oblasti plynného halo. Dospěli k závěru, že hmotnost tohoto plynu odpovídá hmotnosti více než 10 miliard Sluncí, možná dosahuje až hodnoty 60 miliard hmotností Slunce.

„Naše výzkumy ukázaly, že rozumné hodnoty parametrů a další předpoklady na základě pozorování družice Chandra ukazují na existenci obrovského rezervoáru horkého plynu v okolí Mléčné dráhy,“ říká spoluautorka článku Smita Mathur, Ohio State University, Columbus. „Ten se může rozprostírat do vzdálenosti několika set tisíc světelných roků od naší Galaxie, a možná sahá ještě dále do prostoru Místní skupiny galaxií. V obou případech se zdá být jeho hmotnost velmi velká.“

Odhadovaná hmotnost závisí na mnoha faktorech, jako je například relativní poměr kyslíku vzhledem k vodíku, který je dominantním plynem ve vesmíru. Nicméně i tyto odhady představují důležitý krok k vyřešení případu chybějící baryonové hmoty, záhady, která zaměstnává astronomy po více než desetiletí.

Ačkoliv ještě panují určité nejasnosti, výzkumná práce Anjali Gupty a jejích spolupracovníků poskytuje nejlepší důkazy, že chybějící baryonová hmota galaxií se ukrývá v okolním halo v podobě plynu o teplotě několika miliónů stupňů, který galaxie obaluje. Odhadovaná hustota tohoto halo je však tak nízká, že obdobné útvary v okolí vzdálenějších galaxií nemusí být pro naši techniku dosažitelné.

Ilustrační obrázek ukazuje obrovské halo horkého plynu (modrá barva) v okolí naší Galaxie. Na obrázku jsou rovněž zakresleny polohy dvou malých souputníků naší Galaxie – Velké a Malé Magellanovo mračno – což jsou nejbližší nepravidelné galaxie. Plynné halo má průměr přibližně 600 000 světelných roků (odhadovaný průměr naší Galaxie je asi 100 000 světelných let). K pořízení dat pro objev tohoto halo bylo využito 764 hodin a 53 minut (tj. 31 dnů 19 hodin 53 minut) pozorovacího času družice Chandra.

Zdroj: http://www.nasa.gov/mission_pages/chandra/news/H-12-331.html a http://chandra.harvard.edu/photo/2012/halo/

autor: František Martinek