Межгалактические пузыри газа "подсвечивают" черные дыры и молодые галактики

17 августа 2011 года

Гигантские космические пузыри газа, протяженность которых превышает размеры нашей галактики в несколько раз, подсвечиваются излучением сверхмассивных черных дыр и светом звезд в центре молодых галактик, а не свечением газа в этих пузырях, как считалось ранее, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature.

Группа европейских и американских астрономов под руководством Мэттью Хэйса (Matthew Hayes) из Тулузского университета (Франция) пришла к такому выводу, проанализировав видимое и инфракрасное излучение "пузыря" LAB1 при помощи камеры-спектрографа FORS и телескопа VLT Европейской южной обсерватории (ESO) в Чили.

Эта газовая туманность размером в несколько галактик была открыта в 2000 году другой группой ученых под руководством Чарльза Стейделя (Charles Steidel), и стала первым известным объектом такого рода. "Пузырь" LAB1 расположен на удалении в 11,5 миллиарда световых лет от Земли, а его диаметр составляет 300 тысяч световых лет - примерно втрое протяженнее Млечного пути.

Излучение, исходящее от этих космических "пузырей", отличается тем, что большая его часть сконцентрирована на узком участке спектра, который описывается так называемой серией Лаймана и входящими в него линиями. Линия Лайман-альфа - первая линия в одной из спектральных серий водорода, названной в честь открывшего ее американского физика Теодора Лаймана. Линия возникает, когда атом водорода испускает фотон при переходе электрона с возбужденного энергетического уровня на первый или поглощает фотон.

Из-за огромного расстояния ультрафиолетовое излучение от таких газовых туманностей постепенно "растягивается" и переходит в видимый и инфракрасный диапазон. Это позволяет обнаружить такие "пузыри" при помощи наземных обсерваторий, так как атмосфера Земли пропускает видимый свет и инфракрасное излучение, но не рентгеновские и ультрафиолетовые волны, которые возникают при возбуждении атомов водорода в туманности.

До сих пор существовали две гипотезы, объясняющие, как облака водорода разогреваются и начинают светиться. Согласно первой, облака газа, окружающие молодые галактики, постепенно "падают" на них под действие гравитации и во время движения разогреваются. Вторая гипотеза предполагает, что "пузыри" излучают свет, исходящий от мощных сверхновых или от растущих черных дыр в центре галактик.

Хэйс и его коллеги обнаружили, что излучение от таких облаков является поляризованным. При этом поляризация света и инфракрасных волн от LAB1 постепенно усиливается при движении от центра к краям "пузыря". Поляризованный свет отличается от "обычного" тем, что его волны колеблются только в одной плоскости - при некоторых условиях это позволяет определить расположение их источника.

Появление подобного эффекта невозможно объяснить в том случае, если источником света выступает вся туманность, так как в таком случае волны света были бы направлены случайно. По мнению ученых, это свидетельствует о том, что лучи испускает точечный источник - а это могут быть только молодые галактики и расположенные в них сверхмассивные черные дыры.