Нещодавнє відкриття, яке здійснило справжню революцію в астрономії, змусило вчених переглянути фундаментальні уявлення про формування масивних космічних структур, відомих як бульбашки фермі. У самому центрі нашої галактики, в області, де панують неймовірні температури і вирують космічні вітри, були виявлені щільні хмари холодного газу – явище, що кидає виклик всім відомим законам фізики і змушує заново осмислити процеси, що протікають в серці Чумацького Шляху.
Що таке бульбашки фермі і чому це відкриття так важливо?
Бульбашки фермі-це гігантські структури, утворені з розпеченого газу, що простягаються на величезні відстані, що перевищують 25 000 світлових років від центру галактики і досягають загальної висоти в 50 000 світлових років. Ці утворення, вперше виявлені в 2010 році за допомогою телескопів, чутливих до гамма-променів, представляються як наслідок надзвичайно потужного і раптового події – свого роду космічний “вулкан”, який викинув в навколишній простір колосальну кількість енергії. Спочатку передбачалося, що їм мільйони років.
Дивовижна знахідка: холодні хмари в киплячому газу
Однак, дослідники, використовуючи потужний радіотелескоп Грін-Бенк Національного наукового фонду (NSF GBT), зробили вражаюче відкриття. Усередині цих киплячих від спека бульбашок були виявлені Хмари нейтрального водню, настільки щільні, що містять масу, еквівалентну тисячам сонячних мас. І що найдивніше-ці хмари не просто холодніше, ніж навколишнє середовище, а на цілих 100 разів! Їх температура становить близько 10 000 кельвінів.
“Уявіть собі, що Ви знайшли кубики льоду в жерлі вулкана, –пояснює доктор Ендрю Фокс, астроном ESA-AURA, –Це приблизно те, що ми бачили в бульбашках фермі. Існування таких холодних хмар у такому екстремальному середовищі здається неможливим, враховуючи, що гарячий газ повинен був швидко їх випарувати.”
Фізика під питанням: чому ці хмари вижили?
Згідно з існуючими комп’ютерними моделями, холодний газ в таких екстремальних умовах повинен руйнуватися за лічені мільйони років. Однак, хмари в бульбашках фермі, судячи з усього, набагато старше, що ставить під сумнів наші уявлення про взаємодію газу в центрі галактики.
“Це відкриття є ще більш дивовижним у контексті ультрафіолетових спостережень, отриманих за допомогою космічного телескопа Хаббл (HST), –каже доктор Ронгмон Бордолой, автор-кореспондент дослідження. –HST виявив сильно іонізований багатофазний газ з температурою від мільйона до 100 000 кельвінів – саме те, що ви очікували б побачити, якби холодний газ випарувався. Але ми бачимо і хмари, що вказує на набагато складнішу картину.”
Вік і походження: підтвердження недавньої події
Аналіз швидкості руху газів у бульбашках фермі надав ще один незаперечний доказ їх відносно молодого віку. Гази рухаються зі швидкістю, що наближається до мільйона миль на годину-швидкість, що свідчить про недавню, каталізуючу подію.
“Ці хмари не існували, коли динозаври блукали по Землі, –підкреслює доктор Бордолої. –У космічних масштабах часу мільйон років-це мить.”
Гіпотеза про походження: підйом з центру галактики
Вчені припускають, що ці холодні хмари були підняті з центру Чумацького Шляху потужним потоком гарячого газу, що сформував бульбашки фермі.“Так само, як ви не можете побачити рух вітру на Землі без хмар, –пояснює доктор Фелікс Локман, астроном з обсерваторії Грін-Бенк, –ми не можемо побачити гарячий вітер з Чумацького шляху, але можемо виявити радіовипромінювання від холодних хмар, які він несе з собою.”
Наслідки відкриття: перегляд наших знань про галактики
Це відкриття має далекосяжні наслідки для нашого розуміння формування та еволюції галактик. Воно кидає виклик існуючим моделям взаємодії газу в екстремальних умовах центру Галактики і ставить нові завдання для астрофізичних досліджень.
“Результати служать важливим орієнтиром для моделювання зворотного зв’язку і еволюції галактик, змінюючи наше уявлення про те, як енергія і матерія циркулюють в галактиках,”– підсумовує доктор Бордолої.“Цей космічний парадокс змушує нас заново задуматися про фундаментальні закони фізики і про те, як влаштований наш Всесвіт.”
Посилання:“Новий високоширотний Хмарний комплекс Hi, захоплений північним міхуром фермі” Ронгмона Бордолоя, Ендрю Дж. Фокса та Фелікса Дж. Локмана, 7 липня 2025 р., The Astrophysical Journal Letters.
Робота виконана за підтримки:Національного наукового фонду в рамках гранту AST-2206853.
