Massiv glorie forklarer endelig en gasstrøm, der hvirvler rundt i Mælkevejen

Mælkevejen er ikke alene i sit nabolag. Den har fanget mindre galakser i sin bane, og de to største er kendt som de små og store magellanske skyer, synlige som tvillinge støvede udstrygninger på den sydlige halvkugle.

Da de Magellanske Skyer begyndte at cirkulere Mælkevejen for milliarder af år siden, en enorm strøm af gas kendt som Magellansk Strøm blev revet fra dem. Strømmen strækker sig nu over mere end halvdelen af ​​nattehimlen. Men astronomer har været i stand til at forklare, hvordan strømmen blev så massiv, som den er, over en milliard gange solens masse.

Nu, astronomer ved University of Wisconsin-Madison og deres kolleger har opdaget, at en glorie af varm gas, der omgiver de magellanske skyer, sandsynligvis fungerer som en beskyttende kokon, skærmer dværggalakserne mod Mælkevejens egen glorie og bidrager med det meste af Magellanske Strømmens masse. Da de mindre galakser trådte ind i Mælkevejens indflydelsessfære, dele af denne glorie blev strakt og spredt for at danne den magellanske strøm. Forskerne offentliggjorde deres resultater 9. september i tidsskriftet Natur .

"De eksisterende modeller for dannelsen af ​​den magellanske strøm er forældede, fordi de ikke kan redegøre for dens masse, " siger Scott Lucchini, en kandidatstuderende i UW-Madison fysikafdeling, avisens første forfatter.

"Det er derfor, vi kom ud med en ny løsning, der er fremragende til at forklare strømmens masse, hvilket er det mest presserende spørgsmål at løse, " tilføjer Elena D'Onghia, en professor i astronomi ved UW-Madison, der overvågede forskningen.

D'Onghia samarbejdede med fysikere og astronomer ved UW-Madison, Space Telescope Science Institute i Baltimore, og University of Sydney. Hun afsluttede arbejdet, mens hun var forsker ved Flatiron Institute's Center for Computational Astrophysics i New York City.

Ældre modeller antydede, at tyngdekraften og kraften fra galakserne, der skubbede mod hinanden, dannede den magellanske strøm ud af de magellanske skyer, da dværggalakserne kom i kredsløb om Mælkevejen. Mens disse modeller i vid udstrækning kunne forklare åens størrelse og form, de udgjorde kun en tiendedel af dens masse.

For nylig, astronomer opdagede, at de magellanske skyer er massive nok til at have deres egen glorie, eller corona, af varm gas, der omslutter dem. D'Onghia og hendes team indså, at denne corona dramatisk ville ændre, hvordan strømmen blev dannet.

I nye simuleringer udført af Lucchini, skabelsen af ​​den magellanske strøm er opdelt i to perioder. Mens de magellanske skyer stadig var langt væk fra Mælkevejen, den store magellanske sky fjernede gas fra sin mindre partner gennem milliarder af år. Denne stjålne gas bidrog i sidste ende med 10 til 20 procent af den endelige masse af strømmen.

Senere, da skyerne faldt ind i Mælkevejens kredsløb, koronaen afgav en femtedel af sin egen masse for at danne den magellanske strøm, som blev strakt hen over en enorm bue af himlen ved interaktioner med Mælkevejens tyngdekraft og dens egen korona.

Den nye model er den første til at forklare den fulde masse af Magellanske strømmen og det store flertal, der kommer fra ioniseret gas, som er mere energisk end ikke-ioniseret gas. Det forklarer også bedre, hvordan strømmen antog sin trådformede form, og hvorfor den mangler stjerner - fordi den i vid udstrækning blev dannet af den stjernefrie korona, ikke selve dværggalakserne.

"Strømmen er et 50-årigt puslespil, " siger Andrew Fox, en af ​​medforfatterne til undersøgelsen og en astronom ved Space Telescope Science Institute, som driver Hubble-rumteleskopet. "Vi har aldrig haft en god forklaring på, hvor det kom fra. Det, der er rigtig spændende er, at vi nærmer os en forklaring nu."

Forskernes forslag kan nu testes direkte. Hubble skulle være i stand til at se de afslørende signaturer af koronaen af ​​gas, der omgiver de magellanske skyer.

I 1990'erne, en gruppe astronomer ved UW-Madison fandt de første antydninger af, at de magellanske skyer kunne have en omfattende korona. Nu med en bedre forståelse af koronaens indflydelse på den magellanske strøm og en klar test for dens eksistens, der er en chance for at forklare et halvt århundredes mysterium om strømmens oprindelse, tilbyder et mere fyldigt billede af vores galaktiske kvarter.

"Dette arbejde omdefinerer vores forståelse af, hvordan gas ophobes på Mælkevejen og danner reservoiret for fremtidig stjernedannelse, " siger Joss Bland-Hawthorn, en medforfatter af papiret og direktør for Sydney Institute for Astronomy i Australien.