Чумацький Шлях — не самотній острів у порожнечі. Галактику огортає гігантський ореол розрідженого газу з температурою в мільйони градусів — так зване циркумгалактичне середовище (CGM). Це своєрідна атмосфера галактики, яка сягає далеко за межі видимого зоряного диска і містить значну частину баріонної речовини, що колись мала стати зорями.
Цей газовий ореол — не статичний резервуар. Він постійно обмінюється матерією з диском: приймає потоки холодного газу ззовні, поглинає викиди від наднових і зоряного вітру зсередини. Вивчаючи його температуру та густину, астрономи фактично читають історію того, як галактика росла й еволюціонувала мільярди років.
eROSITA фіксує різницю в 12%
Рентгенівський телескоп eROSITA, призначений для картографування гарячого газу у Всесвіті, дав змогу докладно виміряти температуру CGM Чумацького Шляху в різних напрямках неба. Результат виявився несподіваним: південна півкуля ореолу в середньому гарячіша за північну.
Різниця склала приблизно 12% за температурою, усередненою по всьому циркумгалактичному середовищу. Число здається скромним, але для структури такого масштабу — газу, що оточує всю галактику, — це статистично значуща аномалія. Вона не вписується у звичну картину плавно охолодженого ореолу і вимагала окремого пояснення.
Дослідники з різних установ — Александру Опря, Філіппо Фратернальї, Ельзе Старкенбург, Тор Теппер-Гарсія та Джосс Бленд-Готорн — взялися перевірити, чи можуть це пояснити найближчі супутники Чумацького Шляху, Великі та Малі Магеллани.
Хмари Магеллана штовхають диск галактики
Гіпотеза дослідників проста за формулюванням, хоч і складна в розрахунках. Хмари Магеллана — два карликові супутники, що мільярди років рухаються по орбіті навколо Чумацького Шляху, поступово наближаючись до нього, — мають достатню масу, щоб гравітаційно впливати на всю галактику.
Ця взаємодія не просто притягує газ із супутників до нашої галактики. Вона зсуває сам диск Чумацького Шляху відносно навколишнього гарячого ореолу — зі швидкістю до 40 км/с. Диск фактично "проколюється" крізь газову оболонку, що його оточує.
Автори роботи побудували гідродинамічну модель у поєднанні з N-body симуляцією — числовим розрахунком гравітаційної взаємодії тіл, — щоб перевірити наслідки такого зсуву. Виявилося, що рух диска стискає газ CGM саме в південній півкулі. А стиснутий газ, за законами фізики, нагрівається.
Розрахована в моделі різниця температур між півкулями склала 13–20% — діапазон, що добре узгоджується зі спостереженою еROSITA величиною у 12%.
Асиметрія віком лише 100 мільйонів років
Один з найцікавіших висновків роботи стосується часу. За оцінками авторів, теплова асиметрія почала формуватися відносно недавно — близько 100 мільйонів років тому.
За галактичними мірками це мить: Чумацький Шлях існує мільярди років, а помітний слід гравітаційного впливу Магелланів на його газовий ореол з'явився лише нещодавно. Це узгоджується з тим, що Хмари Магеллана перебувають на пізній стадії наближення до нашої галактики, ще не злившись із нею остаточно.
Результат показує: навіть невеликі супутники, що лише проходять повз, здатні залишати виразний і вимірюваний слід на гарячому газовому ореолі величезної спіральної галактики. Робота прийнята до публікації в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society і додає ще один доказ на користь того, що Чумацький Шлях і Хмари Магеллана перебувають у стані активної гравітаційної взаємодії задовго до можливого злиття.
