В галактиках ощущается недостаток барионной массы
Вот уже несколько десятилетий одной из важнейших проблем астрофизики является недостаток барионной массы в галактиках. Вещество, состоящее из барионных частиц, состоящих в основном из кварков, таких как протоны и нейтроны, называется барионным. Это обычная обычная материя, которую мы видим во Вселенной.
Недавно, используя рентгеновские спектры высокого разрешения, полученные со спутника ЕКА XMM-Newton и космической обсерватории НАСА Chandra, ученые сделали открытие, которое может помочь решить проблему отсутствия этой материи. Полученные данные свидетельствуют о наличии большого количества горячего газа с температурой в миллион градусов в гало, окружающем три галактики, похожие на Млечный Путь.
Этот газ находится на расстоянии около 400 000 световых лет от центра галактик. Его присутствие уже теоретически предполагалось, но никогда не было экспериментально доказано в других галактиках, кроме нашей.
Поиск горячего газа в окрестностях других галактик
В нашей Галактике невозможно различить газ, принадлежащий диску, газ, ограниченный гало, или, возможно, газ, присутствующий в межгалактической среде за пределами галактической структуры. Тем не менее очень горячий газ, не принадлежащий Млечному Пути, но находящийся в его окрестностях, уже был обнаружен.
В других галактиках это было невозможно, поскольку требовалась очень чувствительная аппаратура. Другая сложность заключалась в реализации соответствующих стратегий наблюдений.
В рамках данного исследования ученые использовали индикаторы присутствия такого горячего газа в галактических гало, искали их в архивных рентгеновских данных, затем суммировали их, чтобы найти некоторый сигнал там, где это ожидалось по теории. И впервые такой сигнал был найден - в присутствии иона кислорода OVII.
Важность этого результата для барионной массы
Полученные результаты важны по нескольким причинам. Во-первых, общая масса этого горячего газа такова, что потенциально может решить проблему недостающей барионной массы в этих галактиках.
Во-вторых, полученные данные свидетельствуют о том, что так называемая "звездная обратная связь", т.е. движение барионного вещества к галактикам и от них, не была достаточной для выброса массы за пределы гравитационного влияния самих галактик, а способствовала обогащению первозданной среды металлами.
Первозданная среда является материалом, из которого растет сама галактика, и топливом для звездообразования в ней, причем ее металличность составляет около 30% от металличности, наблюдаемой на Солнце.
"Это имеет важные последствия для нашего понимания обратной связи между звездами в галактиках", — пояснил Фабрицио Никастро, первый автор и научный сотрудник INAF в Риме. "А значит, и для уточнения теоретических предсказаний формирования структур во Вселенной".