Kredit:NASA
I miljarder år har Vintergatans största satellitgalaxer – de stora och små magellanska molnen – följt en farlig resa. De kretsar runt varandra när de dras in mot vår hemgalax och har börjat rivas upp och lämnar efter sig spår av gasformigt skräp. Och ändå – till astronomernas förbryllande – förblir dessa dvärggalaxer intakta, med pågående kraftig stjärnbildning.
"Många människor kämpade för att förklara hur dessa materialströmmar kunde finnas där", säger Dhanesh Krishnarao, biträdande professor vid Colorado College. "Om denna gas togs bort från dessa galaxer, hur bildar de fortfarande stjärnor?"
Med hjälp av data från NASA:s rymdteleskop Hubble och en pensionerad satellit kallad Far Ultraviolet Spectroscopic Explorer (FUSE) har ett team av astronomer under ledning av Krishnarao äntligen hittat svaret:det magellanska systemet är omgivet av en korona, en skyddande sköld av varm överladdad gas. Detta kokongerar de två galaxerna, vilket förhindrar att deras gastillförsel sugs bort av Vintergatan och låter dem därför fortsätta att bilda nya stjärnor.
Denna upptäckt, som just publicerades i Nature , tar upp en ny aspekt av galaxens evolution. "Galaxer omsluter sig i gasformiga kokonger, som fungerar som defensiva sköldar mot andra galaxer", säger medutredaren Andrew Fox från Space Telescope Science Institute i Baltimore, Maryland.
Astronomer förutspådde koronans existens för flera år sedan. "Vi upptäckte att om vi inkluderade en korona i simuleringarna av de magellanska molnen som faller på Vintergatan, så kunde vi förklara massan av utvunnen gas för första gången", förklarade Elena D'Onghia, en medutredare vid University of Wisconsin–Madison. "Vi visste att det stora magellanska molnet borde vara tillräckligt massivt för att ha en korona."
Men även om koronan sträcker sig mer än 100 000 ljusår från de magellanska molnen och täcker en stor del av den södra himlen, är den i praktiken osynlig. Att kartlägga det krävde skurning genom 30 år av arkiverad data för lämpliga mätningar.
Forskare tror att en galax korona är en rest av det ursprungliga gasmolnet som kollapsade för att bilda galaxen för miljarder år sedan. Även om koronor har setts runt mer avlägsna dvärggalaxer, hade astronomer aldrig tidigare kunnat undersöka en så detaljerat som denna.
"Det finns massor av förutsägelser från datorsimuleringar om hur de ska se ut, hur de ska interagera under miljarder år, men observationsmässigt kan vi inte testa de flesta av dem eftersom dvärggalaxer vanligtvis är för svåra att upptäcka," sa Krishnarao. Eftersom de är precis utanför vår tröskel, ger de magellanska molnen ett idealiskt tillfälle att studera hur dvärggalaxer interagerar och utvecklas.
På jakt efter direkta bevis på den magellanska koronan, kammade teamet igenom Hubble- och FUSE-arkiven för ultravioletta observationer av kvasarer som ligger miljarder ljusår bakom den. Kvasarer är de extremt ljusa kärnorna i galaxer som hyser massiva aktiva svarta hål. Teamet resonerade att även om koronan skulle vara för svag för att se på egen hand, borde den vara synlig som en sorts dimma som skymmer och absorberar distinkta mönster av starkt ljus från kvasarer i bakgrunden. Hubble-observationer av kvasarer användes tidigare för att kartlägga koronan som omger Andromedagalaxen.
Genom att analysera mönster i ultraviolett ljus från 28 kvasarer kunde teamet upptäcka och karakterisera materialet som omger Stora Magellanska molnet och bekräfta att koronan existerar. Som förutspåtts är kvasarspektra präglade med de distinkta signaturerna av kol, syre och kisel som utgör halo av het plasma som omger galaxen.
Förmågan att upptäcka koronan krävde extremt detaljerade ultravioletta spektra. "Upplösningen av Hubble och FUSE var avgörande för denna studie," förklarade Krishnarao. "Coronagasen är så diffus att den knappt finns där." Dessutom blandas det med andra gaser, inklusive de strömmar som dras från Magellanska molnen och material med ursprung i Vintergatan.
Genom att kartlägga resultaten upptäckte teamet också att mängden gas minskar med avståndet från centrum av det stora magellanska molnet. "Det är en perfekt signatur att denna corona verkligen finns där," sa Krishnarao. "Den samlar verkligen galaxen och skyddar den."
Hur kan ett så tunt hölje av gas skydda en galax från förstörelse?
"Allt som försöker passera in i galaxen måste passera genom detta material först, så det kan absorbera en del av den påverkan", förklarade Krishnarao. "Dessutom är koronan det första materialet som kan utvinnas. Samtidigt som du ger upp lite av koronan skyddar du gasen som finns inuti själva galaxen och kan bilda nya stjärnor." + Utforska vidare
