Egy kutatócsoport a Mauna Kea Obszervatórium Keck teleszkópjával vizsgált egy látszólag üres térséget az égbolton, hogy felfedjék a rejtett gázt, amely beborítja a Világegyetem összes galaxisát. A kutatók a Nature Astronomy című lapban tették közzé az első részletes adatokat egy gázhalóról, amely 100 ezer fényévnyire terjed ki az űrbe. Ha a Tejútrendszernek is hasonló halója van, akkor az valószínűleg már kölcsönhatásban áll galaxisszomszédunk, az Andromeda halójával.

A galaxisok csillagokkal teli részét több mint 100 ezer fényévre kiterjedő, hatalmas gázburok veszi körül. (Cristy Roberts / ANU / ASTRO 3D)

A Világegyetem anyagának nagy részét nem azok a fényes csillagok alkotják, amelyeket a gyönyörű galaxisfotókon látunk. A csillagvárosokat sötét anyag veszi körül, amely egyes kutatók szerint egzotikus, láthatatlan részecskékből áll. De még a normál anyag nagy része sem a csillagokban található, hanem a galaxisokat övező hatalmas gázfelhőkben.

A kutatócsoport szerint a galaxishalók akár az Univerzum normál anyagának 70–90 %-át is kitehetik: főként hidrogénből, héliumból, szénből, nitrogénből és oxigénből állnak. Ez a diffúz gáz a bölcsője minden csillagnak és bolygónak. Megismerése által többet tudhatunk meg a saját múltunkról is.

A gázhalók hatalmas térrészre terjednek ki, így rendkívül halványak. Tíz- vagy akár százezerszer halványabbak, mint a galaxis fényes részei. A létezésükről már az 1950-es évek óta tudunk. A csillagászok ekkor fedezték fel, hogy az elektromágneses sugárzás bizonyos frekvenciáit egyes térségek elnyelik. Ezek a mérések azonban a több száz vagy több ezer fényév kiterjedésű térrészekről csak egyetlen pontnyi információt szolgáltatnak, így nagyon keveset tudunk a halók pontos méretéről és alakjáról, vagy arról, hogy a gáz miképpen áramlik köztük és a galaxis között.

A kutatók sokáig úgy gondolták, hogy magukról a halókról lehetetlen képet készíteni, de ez megváltozott az új típusú spektrográf, a képszeletelő (image slicer) kifejlesztésével. Ez a műszer lehetővé teszi, hogy sokkal halványabb régiókról is készítsünk spektrumot.

Chris Martin (Caltech), a kutatócsoport tagja a Caltechen kifejlesztett egy ultrahalvány célpontokat is mérni képes spektrográfot, a Cosmic Web Imagert, amelyet a világ egyik legnagyobb optikai teleszkópjára, a Keck-távcsőre telepítettek. Ezzel az új műszerrel az extrém halvány célpontok is megfigyelhetők.

A kutatócsoport egy egész éjszakán át figyelt meg egy látszólag üres térrészt az égbolton. Az adatokat ezután alapos elemzésnek vetették alá, így létrehozhatták az egyik galaxist körülvevő haló képét.

A csoport tízszer nagyobb térrészben vizsgálta a hidrogén és oxigén sugárzását, mint amit hagyományos értelemben a galaxishoz sorolunk. Bebizonyosodott, hogy a Világegyetem hagyományos anyagának nagy részét ezek a diffúz gázhalók teszik ki. Kiderült továbbá, hogy a galaxis nem simul bele egyszerűen a környező halóba. Látható egy egyértelmű törés a kettő határán. Korábban sok vita övezte ezt az átmenetet, de az új adatokban egyértelműen látszik a csillagokkal teli térrész széle.

Az IRAS 08339+6517 jelű csillagontó galaxist körülvevő oxigén ragyogása a legfényesebb helyen sárga, a leghalványabb helyen kék színnel jelölve. (Nielsen et al. / Nature Astronomy)

Egyelőre nem tudjuk, hogy egyáltalán miért láthatjuk ezt a gázt. Ragyog, de nem tudjuk, mitől.

A galaxisokban lévő hidrogéngáz fénylését gyakran láthatjuk, mert a környező csillagok erős sugárzása felmelegíti azt. Egy galaxison kívül azonban nincs elég közeli csillag ahhoz, hogy megmagyarázhassa a ragyogást.

Az egyik lehetőség az, hogy a haló különböző irányokba haladó gázáramlásokból áll. Akkor látjuk a ragyogást, amikor az áramlások nagy sebességgel ütköznek.

Az is lehet, hogy néhány nagy tömegű csillag és egyes fekete lyukak (a galaxisok belsejében) nagyon erős ultraibolya sugárzást bocsátanak ki. Ennek a sugárzásnak egy része kijut a galaxisból, és egyfajta ultraibolya háttérsugárzást biztosít a kozmosznak.

A gyorsan mozgó gázáramlások és az ultraibolya háttér együtt elég lehet a tapasztalt fényléshez – de több megfigyelésre van szükség ahhoz, hogy erről biztosat mondhassunk.

Forrás: phys.org