Впечатляющие радиогало спиральных галактик

Исследование спиральных галактик, наблюдаемых с ребра (у которых главная плоскость галактического диска практически совпадает с направлением на наблюдателя), показало, что обширные гало из космических лучей и магнитных полей, простирающиеся выше и ниже их дисков, встречаются гораздо чаще, чем считалось ранее.

Составное изображение «обобщенной» спиральной галактики, видимой с ребра, демонстрирует ее радиогало, возникающее при взаимодействии быстродвижущихся заряженных частиц с галактическим магнитным полем. Большая серо-синяя область, похожая на облако дыма, представляет собой результат объединения 30 гало различных галактик, зарегистрированных антенным массивом VLA. В центре изображения приведен снимок звездной системы NGC 5775 в видимом диапазоне, полученный космическим телескопом Hubble.

Международная команда астрономов из Канады, США, Германии, Нидерландов и Австралии использовала Большой массив радиотелескопов им. Карла Янского (Very Large Array — VLA) для изучения 35 таких галактик, находящихся на расстояниях от 11 млн до 137 млн световых лет. Исследователи воспользовались новыми «способностями» VLA, которые этот уникальный инструмент получил по завершении десятилетнего проекта модернизации, что позволило обнаружить гораздо более слабое радиоизлучение, чем удавалось зарегистрировать до сих пор.

По словам руководителя проекта Джудит Ирвин из канадского Королевского университета в Кингстоне (Judith Irvin, Queen’s University, Kingston, Canada), астрономы давно уже знали о существовании подобных ореолов. Но использование всей мощи модернизированного массива VLA и современных методов обработки полученных изображений подтвердило, что они представляют собой гораздо более распространенное явление среди спиральных галактик, чем считалось ранее.

Спиральные звездные системы, подобные нашему Млечному Пути, в подавляющем большинстве состоят из звезд, газа и пыли, сосредоточенных в плоском вращающемся диске. Основная часть видимого излучения и радиоволн, улавливаемых телескопами, исходит от перечисленных объектов. Поэтому изучение окружающей среды в окрестностях таких дисков (в первую очередь по обе стороны от их плоскости) было достаточно сложной задачей.

Чтобы увидеть, как далеко простирается в пространстве типичное галактическое гало, астрономы масштабировали снимки 30 галактик таким образом, чтобы они имели одинаковый видимый размер, после чего участник исследования Джайян Инглиш (Jayanne English) из Университета Манитобы в Канаде объединила их в одно изображение. Результат оказался впечатляющим: выяснилось, что космические лучи и магнитные поля не только пронизывают сам галактический диск, но и выходят далеко за пределы его плоскости. Полученное изображение, по словам ученых, подтверждает предсказание о наличии у галактик таких обширных ореолов, сделанное еще в 1961 г.

Соавтор исследования Тереза Вигерт (Theresa Wiegert) подчеркивает, что изучение обнаруженных радиотелескопами гало может предоставить ценную информацию о широком наборе физических явлений — таких, как скорость звездообразования в галактическом диске, потоки вещества от взрывов сверхновых, а также о характере и происхождении магнитных полей галактик.

Наряду с докладом о полученных результатах, группа астрономов также выложила в открытый доступ первую серию специализированных изображений, синтезированных на основе данных массива VLA, сделав их доступными для других исследователей. Команда уже завершила серию наблюдений с радиотелескопами массива — нынешние работы ученых основаны на анализе первого набора снимков. Окончательные результаты проекта помогут ответить на многие нерешенные вопросы эволюции галактик.