Odkryto most o długości 160 tys. lat świetlnych

Większość zwykłej materii we Wszechświecie stanowi wodór. Zadziwiające jest jednak to, że mniej niż 20 procent tego pierwiastka znajduje się wewnątrz galaktyk. Reszta wypełnia ogromne przestrzenie pomiędzy nimi – tworząc ośrodek międzygalaktyczny, który stanowi główny rezerwuar materii potrzebnej do narodzin nowych gwiazd

Zjawisko krążenia gazu między galaktykami – jego napływu i ponownego wyrzucania – jest kluczowe dla zrozumienia, jak galaktyki rosną i ewoluują. Najnowsze odkrycie astronomów z Australii odsłania spektakularny element tego procesu: niezwykły most gazowy łączący dwie galaktyki. Po raz pierwszy udało się tak wyraźnie zaobserwować, jak materia przemieszcza się pomiędzy układami galaktycznymi, zamiast pozostać na stałe w jednym z nich.

Kosmiczna gra sił

Ośrodek międzygalaktyczny przez miliardy lat zasila galaktyki w gaz, który staje się paliwem do formowania gwiazd, ale przepływ ten nie jest jednokierunkowy – potężne eksplozje supernowych oraz wyrzuty materii z supermasywnych czarnych dziur mogą z kolei wypychać gaz z powrotem w przestrzeń międzygalaktyczną. To nieustanne balansowanie między napływem i odpływem materii tworzy cykl barionowy – swoisty kosmiczny obieg materii.

Badanie tej równowagi to jeden z głównych celów projektu WALLABY, prowadzonego przy użyciu australijskiego radioteleskopu ASKAP (Australian SKA Pathfinder) w obserwatorium Inyarrimanha Ilgari Bundara w Australii Zachodniej.

Czym jest WALLABY?

Nazwa może brzmieć jak nazwa torbacza, ale WALLABY to skrót od Widefield ASKAP L-band Legacy All-sky Blind surveY – szerokiego przeglądu nieba w zakresie neutralnego wodoru (HI). ASKAP jest na tyle czuły, że potrafi wykryć gaz w galaktykach oddalonych nawet o miliard lat świetlnych.

To przegląd „ślepy” – nie skupia się na znanych obiektach, ale systematycznie skanuje ogromne połacie nieba, sięgające jednorazowo obszaru 150 tarcz Księżyca w pełni.

Most między galaktykami

W danych z ASKAP naukowcy odkryli niezwykłą strukturę: co najmniej 160-tysięczny lat świetlnych most gazowy łączący dwie niepozorne galaktyki karłowate na obrzeżach gromady w Pannie – NGC 4532 i DDO 137.

Najprawdopodobniej powstał on wskutek oddziaływań pływowych między galaktykami. Podobnie jak pływy oceaniczne na Ziemi, siły grawitacyjne rozciągają materię – tyle że tutaj zamiast wody rozciągany jest gaz.

Zjawisko to nie jest całkowicie wyjątkowe – Wielki i Mały Obłok Magellana, krążące wokół Drogi Mlecznej, również łączy most gazowy o długości ok. 70 tys. lat świetlnych. Nowy most jest jednak ponad dwa razy dłuższy i znacznie rozleglejszy.

Zagadka rozwiązana

Odkrycie gazowego mostu pomogło wyjaśnić tajemnicę sięgającą lat 90., kiedy teleskop Arecibo wykrył za tym duetem galaktyk gigantyczny ogon gazowy – dziesięć razy dłuższy niż sam most. Jest to największa znana struktura tego typu w pobliżu galaktyk.

Nowe dane wskazują, że choć most powstał przez siły pływowe, to ogon ma inne źródło. Gdy galaktyki wpadają do gromady w Pannie, zderzają się z bardzo rzadkim, ale niezwykle gorącym gazem wypełniającym gromadę. Ruch z prędkością ponad 800 km/s działa jak huraganowy wiatr – zdziera gaz z galaktyk i spycha go na gigantyczne odległości.

Co fascynujące, ten gorący gaz ma gęstość zaledwie około 10 atomów na metr sześcienny – zgodnie z pomiarami teleskopu eROSITA. To pokazuje, jak nawet niemal „pusta” przestrzeń może kształtować galaktyki, jeśli działa wystarczająco długo i intensywnie.

Szerszy obraz: cykl barionowy

WALLABY ma docelowo zidentyfikować 200 tys. galaktyk. Każde takie odkrycie – mostu, ogona czy obłoku gazu – przybliża nas do zrozumienia kosmicznego recyklingu materii. To właśnie ten proces, znany jako cykl barionowy, decyduje o tym, gdzie rodzą się nowe gwiazdy i jak galaktyki zmieniają się przez miliardy lat.

Autor: Lister Staveley-Smith, profesor w International Centre for Radio Astronomy Research (ICRAR), The University of Western Australia

Artykuł ukazał się pierwotnie w serwisie The Conversation.