Exploze hvězd pohánějí ohnivou aureolu Mléčné dráhy

Na připojeném obrázku jsou znázorněny jednotlivé složky Mléčné dráhy. Spirální rysy uprostřed představují hvězdný disk, který je obklopen nově objeveným velmi horkým plynem v emisi s nafouklou diskovou strukturou. Modrá oblast označuje rozsah plynu o teplotě dva miliony Kelvinů. Bílá čára ukazuje směr ke zdroji v pozadí (kvazaru). Podél tohoto směru je zobrazena pohasínající supernova znázorněná jasnou světlou skvrnou, která má vysvětlovat absorpci velmi horkým plynem.

Vědci spojili supernovy s ohřevem vnější plynné vrstvy Mléčné dráhy a odhalili tak vesmírný tanec tvoření a ničení, který utváří naše galaktické prostředí. Možná tak odhalili záhadné zdroje zodpovědné za ohřev a udržování superhorkého plynu, který byl nedávno zjištěn v okolí Mléčné dráhy – jev, který astronomy až dosud mátl.

Naše Galaxie obsahuje více plynu než hvězd. Tato obrovská zásoba plynu slouží jako primární materiál pro tvorbu hvězd a umožňuje, aby tento proces pokračoval po miliardy let. Plyn je však tak rozptýlený, že bylo pro astronomy neuvěřitelně náročné jej přímo pozorovat nebo přesně změřit.

Horký plyn v okolí naší Galaxie
Před několika desetiletími vědci potvrdili přítomnost obrovské plynné koule obklopující Mléčnou dráhu. Tento plyn zahřátý na miliony Kelvinů se rozprostírá do vzdálenosti ohromujících 700 000 světelných let od galaktického centra. Vědci spojili tyto extrémní teploty s gravitační přitažlivostí Mléčné dráhy, která nutí atomy plynu k neustálému pohybu, aby nebyly vtaženy do jádra Galaxie.

V posledních letech však vědeckou komunitu zaujal objev plynné hmoty, která byla ještě žhavější, než bylo dosud známo. Tato nejnověji objevená plynná látka by měla mít teplotu kolem deseti milionů Kelvinů. Ve všech směrech Mléčné dráhy byly nalezeny slabé rentgenové emise, které nesly výraznou signaturu superžhavého plynu. Současně se tento plyn objevil také ve spektrech nejméně tří vzdálených kvazarů, a to jako absorbující médium.

Poznatky z Raman Research Institute (RRI)
Vznikla tak ostře sledovaná oblast výzkumu a od té doby se astronomové snaží najít stopy a souvislosti se zdroji, které čerpaly teplo a udržovaly při životě mimořádně horký plyn. Vědci z Ramanova výzkumného institutu (RRI), autonomního ústavu financovaného Ministerstvem pro vědu a technologie (DST) indické vlády, spolu se svými spolupracovníky z IIT-Palakkad a Ohio State University ve dvou souvisejících studiích podrobně popsali záhadný zdroj prostřednictvím jimi navrženého modelu.

Úloha supernov v dynamice galaxií
Potvrdili, že plyn zodpovědný za vyzařování a pohlcování signálů, které astronomové zaznamenali, nebyl stejný. Horký plyn emitující rentgenové záření byl naopak způsoben nafouklou oblastí kolem hvězdného disku Mléčné dráhy. Vzhledem k tomu, že v různých oblastech napříč diskem Mléčné dráhy neustále probíhá tvorba hvězd, masivní hvězdy v těchto oblastech vybuchují jako supernovy a ohřívají plyn v okolí disku na vysoké teploty.

„Exploze tak neustále zahřívají plyn proudící kolem disku Mléčné dráhy a obohacují plynnou hmotu o prvky syntetizované v masivních hvězdách,“ řekl Mukesh Singh Bisht, doktorand na RRI. Jak je tento turbulentní plyn vynášen z disku a prudce víří, buď uniká do okolního prostředí, nebo se ochlazuje a padá zpět na disk.

Elementární složení galaktického plynu
V případě absorpčních studií překvapilo astronomy vedle vysokých teplot, kterými obrovská plynná hmota disponovala, také její složení. Bylo zjištěno, že tento absorbující horký plyn je obohacen o prvky skupiny α.

„Zdá se, že tento ohnivý plyn je přinejmenším v několika směrech obohacen o velké množství prvků skupiny α, jako je síra, hořčík, neon atd., jejichž jádra nejsou ničím jiným než násobky jader helia. To je důležitým vodítkem jaderných reakcí probíhajících ve hvězdném jádře. Tyto prvky jsou z masivních hvězd vyvrhovány při explozích supernov,“ vysvětlil Biman Nath, vyučující na RRI a jeden z přispívajících autorů obou článků.

Z disku Mléčné dráhy jsou neustále vyvrhovány tisíce hvězd. Když některé z nich, které se mohou vznášet nad hvězdným diskem, explodují jako supernovy, potenciálně kolem sebe vytvoří chuchvalce ohnivého plynu obohaceného o prvky skupiny α.

„Pokud by padaly ve směru vzdálených zdrojů světla kvazarů, atomy v tomto horkém plynu by absorbovaly a vytvářely stínové signály, čímž by se vysvětlilo pohlcování horkého plynu. Současně disk Mléčné dráhy stále pohlcuje závoj ohnivého horkého plynu, který je důsledkem hvězdotvorné činnosti v hvězdném disku Mléčné dráhy, což vysvětluje horký plyn pozorovaný v rentgenovém záření,“ řekl Bisht.

Takto vzniklé slabé rentgenové signály by mohly být dále studovány, aby se získalo více vodítek. Skupina plánuje otestovat modely i na jiných frekvencích.

Studie byla publikována v časopise Astrophysical Journal.

Zdroj: https://scitechdaily.com/mystery-solved-exploding-stars-fuel-the-milky-ways-fiery-halo/ a https://www.tice.news/tice-plus/mystery-of-milky-ways-fiery-gas-veil-solved-by-stellar-explosions-7600346

autor: František Martinek