Hubble registrerer beskyttende skjold, der forsvarer et par dværggalakser

I milliarder af år har Mælkevejens største satellitgalakser – de store og små magellanske skyer – fulgt en farefuld rejse. De kredser om hinanden, mens de trækkes ind mod vores hjemmegalakse, og de er begyndt at optrevle og efterlader spor af gasformigt affald. Og alligevel - til astronomernes forbløffelse - forbliver disse dværggalakser intakte med igangværende kraftig stjernedannelse.

"Mange mennesker kæmpede for at forklare, hvordan disse strømme af materiale kunne være der," sagde Dhanesh Krishnarao, assisterende professor ved Colorado College. "Hvis denne gas blev fjernet fra disse galakser, hvordan danner de så stadig stjerner?"

Ved hjælp af data fra NASAs Hubble-rumteleskop og en pensioneret satellit kaldet Far Ultraviolet Spectroscopic Explorer (FUSE), har et hold af astronomer ledet af Krishnarao endelig fundet svaret:Det magellanske system er omgivet af en korona, et beskyttende skjold af varm overladet gas. Dette kokonerer de to galakser, hvilket forhindrer deres gasforsyninger i at blive suget af Mælkevejen, og derfor tillader dem at fortsætte med at danne nye stjerner.

Denne opdagelse, som netop er blevet offentliggjort i Nature , omhandler et nyt aspekt af galakseudviklingen. "Galakser indhyller sig i gasformige kokoner, som fungerer som defensive skjolde mod andre galakser," sagde medforsker Andrew Fox fra Space Telescope Science Institute i Baltimore, Maryland.

Astronomer forudsagde koronaens eksistens for flere år siden. "Vi opdagede, at hvis vi inkluderede en korona i simuleringerne af de magellanske skyer, der falder ned på Mælkevejen, kunne vi forklare massen af ​​udvundet gas for første gang," forklarede Elena D'Onghia, en medforsker ved University of Wisconsin-Madison. "Vi vidste, at den store magellanske sky skulle være massiv nok til at have en korona."

Men selvom koronaen strækker sig mere end 100.000 lysår fra de magellanske skyer og dækker en enorm del af den sydlige himmel, er den faktisk usynlig. Kortlægning af det krævede skuring gennem 30 års arkiverede data for passende målinger.

Forskere tror, ​​at en galakse korona er en rest af den oprindelige sky af gas, der kollapsede for at danne galaksen for milliarder af år siden. Selvom koronaer er blevet set omkring fjernere dværggalakser, havde astronomer aldrig før været i stand til at undersøge en i så mange detaljer som denne.

"Der er masser af forudsigelser fra computersimuleringer om, hvordan de skal se ud, hvordan de skal interagere over milliarder af år, men observationsmæssigt kan vi ikke rigtig teste de fleste af dem, fordi dværggalakser typisk er for svære at opdage," sagde Krishnarao. Fordi de er lige uden for vores dørtrin, giver de magellanske skyer en ideel mulighed for at studere, hvordan dværggalakser interagerer og udvikler sig.

I jagten på direkte beviser for den magellanske corona, finkæmmede holdet Hubble- og FUSE-arkiverne for ultraviolette observationer af kvasarer, der var placeret milliarder af lysår bagved. Kvasarer er de ekstremt lyse kerner af galakser, der rummer massive aktive sorte huller. Holdet begrundede, at selvom koronaen ville være for svag til at se alene, skulle den være synlig som en slags tåge, der skjuler og absorberer tydelige mønstre af skarpt lys fra kvasarer i baggrunden. Hubble-observationer af kvasarer blev tidligere brugt til at kortlægge koronaen omkring Andromeda-galaksen.

Ved at analysere mønstre i ultraviolet lys fra 28 kvasarer var holdet i stand til at detektere og karakterisere materialet omkring den store magellanske sky og bekræfte, at koronaen eksisterer. Som forudsagt er kvasarspektrene præget med de distinkte signaturer af kulstof, oxygen og silicium, der udgør glorie af varmt plasma, der omgiver galaksen.

Evnen til at detektere koronaen krævede ekstremt detaljerede ultraviolette spektre. "Opløsningen af ​​Hubble og FUSE var afgørende for denne undersøgelse," forklarede Krishnarao. "Coronagassen er så diffus, at den næsten ikke er der engang." Derudover er det blandet med andre gasser, herunder vandløbene fra de magellanske skyer og materiale med oprindelse i Mælkevejen.

Ved at kortlægge resultaterne opdagede holdet også, at mængden af ​​gas falder med afstanden fra centrum af den store magellanske sky. "Det er en perfekt signatur på, at denne corona virkelig er der," sagde Krishnarao. "Den samler virkelig galaksen sammen og beskytter den."

Hvordan kan sådan et tyndt kappe af gas beskytte en galakse mod ødelæggelse?

"Alt, der forsøger at passere ind i galaksen, skal først passere gennem dette materiale, så det kan absorbere noget af det påvirkning," forklarede Krishnarao. "Derudover er koronaen det første materiale, der kan udvindes. Mens du giver afkald på en lille smule af koronaen, beskytter du den gas, der er inde i selve galaksen og er i stand til at danne nye stjerner." + Udforsk yderligere

Magellansk strøm, der buer over Mælkevejen, kan være fem gange tættere på end tidligere antaget