Хаббл раскрывает межгалактическую одиссею углерода до того, как он станет частью нас:
Карл Саган однажды сказал: «Мы сделаны из звездного вещества», но даже он не осознавал, какое расстояние проделало это звездное вещество, прежде чем попасть к нам.
Новые данные «Хаббла» показали, что по крайней мере часть углерода, из которого сейчас состоят наши тела, когда-то могла перемещаться на сотни тысяч световых лет из галактики и обратно.
Элементы тяжелее гелия выковываются в недрах звезд, в конечном итоге высвобождаются в космос, когда эти звезды взрываются как сверхновые. Затем эти ингредиенты поступают в следующее поколение звезд и планет.
Но оказывается, что эти элементы могут делать большой крюк по пути. Новое исследование показывает, что углерод выходит за пределы самой галактики в огромное облако окружающего газа, называемое окологалактической средой (CGM), прежде чем вернуться.
«Последствия для эволюции галактик и природы резервуара углерода, доступного галактикам для формирования новых звезд, являются захватывающими», — говорит астроном Джессика Верк из Вашингтонского университета.
«Тот же углерод в наших телах, скорее всего, провел значительное количество времени за пределами галактики!»
Команда использовала данные Хаббла для анализа CGM 11 галактик с формированием звезд, обнаружив сильные сигналы углерода на расстоянии до 391 000 световых лет от галактики. Для справки, видимый диск Млечного Пути имеет ширину около 100 000 световых лет.
«Представьте себе около галактическую среду как гигантскую железнодорожную станцию: она постоянно выталкивает материал и втягивает его обратно», — говорит астроном из Вашингтонского университета Саманта Гарза, ведущий автор исследования.
«Тяжелые элементы, которые производят звезды, выталкиваются из своей галактики в около галактическую среду в результате их взрывной смерти в виде сверхновых, куда они в конечном итоге могут быть втянуты обратно и продолжить цикл формирования звезд и планет».
Каждый элемент взаимодействует со светом уникальным образом, поглощая определенные длины волн или цвета по сравнению с другими. Анализ этого спектра может выявить, какие элементы присутствуют в отдаленном участке пространства.
Вот как команда обнаружила этот блуждающий углерод, используя спектрограф космического происхождения Хаббла и девять далеких квазаров в качестве источников света. Исследователи обнаружили отпечаток углерода в CGM целевых галактик, оценив минимальную массу около 3 миллионов Солнц.
Ранее было известно, что CGM переносит другие материалы из галактик и обратно, включая горячий ионизированный кислород, но команда утверждает, что это первое наблюдение за тем, как более холодные элементы, такие как углерод, вовлекаются в это движение.
Не каждая галактика является домом для этих колоссальных конвейерных лент. Галактики, которые активно формируют новые звезды, перерабатывали гораздо больше углерода, чем «пассивные» галактики. Интересно, что это также совпадает с предыдущими наблюдениями, которые показали, что CGM галактик, формирующих звезды, имел больше кислорода, проходящего через цикл.
«Теперь мы можем подтвердить, что окологалактическая среда действует как гигантский резервуар как для углерода, так и для кислорода», — говорит Гарза. «И, по крайней мере в звездообразующих галактиках, мы предполагаем, что этот материал затем падает обратно в галактику, чтобы продолжить процесс переработки».
Поскольку Млечный Путь все еще формирует звезды, некоторая часть углерода и кислорода вокруг нас, вероятно, по крайней мере один раз отправилась в эту межгалактическую одиссею.
Изучение этих галактических циклов может позволить астрономам лучше понять, как и почему галактики начинают и останавливают периоды звездообразования. Динамика CGM также может показать, что происходит, когда галактики сливаются — судьба, к которой движется наш собственный Млечный Путь. Фактически, если вы рассмотрите невидимый пузырь дополнительного материала в CGM, он может уже идти.
Если ничего другого, то это делает слова Сагана еще более пронзительными. «Звездная штука» внутри нас не сразу успокоилась: она провела свою юность в невероятном путешествии вокруг галактики, прежде чем вернуться домой и сформировать Землю, растения и нас.
Исследование опубликовано в The Astrophysical Journal Letters.
Прочитайте что такое взгляд в будущее
Читайте ещё статьи из Рубрики: инновации-технологии-наука