Результаты опубликованы в журнале Nature Astronomy.

Гало газа, окружающее звёздный диск, составляет около 70% массы галактики, но до сих пор оставалось загадочным. Раньше мы могли наблюдать за газом только путём измерения света от фонового объекта, такого как квазар, который поглощается газом. Это ограничивает картину облака лучом, похожим на карандаш.

С помощью новых методов глубокой визуализации учёные обнаружили газовое облако за пределами галактики на расстоянии 100 000 световых лет. Они также наблюдали за окологалактической средой, где вспыхивают звёзды на расстоянии 270 миллионов световых лет от нас.

Для сравнения: звёздный свет нашей галактики простирается всего на 7800 световых лет от её центра.

Исследование показало, что физические условия газа меняются.

Доцент Николь М. Нильсен (на фото), ведущий автор работы из Университета Суинберна и доцент Университета Оклахомы, говорит:

Мы обнаружили это во всех местах поиска, что было интересно и удивительно.

В исследовании также участвовали учёные из Суинбурна, Техасского университета в Остине, Калифорнийского технологического института в Пасадене, Калифорнийского университета в Сан-Диего и Даремского университета.

Доктор Нильсен поясняет:

Теперь мы видим, где заканчивается влияние нашей галактики, где она становится частью окружающего пространства и присоединяется к другим галактикам. Обычно эти границы размыты, но в данном случае мы, похоже, обнаружили чёткую границу между межзвёздной и окологалактической средой.

Авторы исследования наблюдали, как звёзды ионизируют газ своими фотонами в пределах галактики.

По словам доктора Нильсен, в окологалактической среде газ нагревается не так, как внутри галактик. Скорее всего, его нагревает диффузное излучение от других галактик во Вселенной. Возможно, некоторый вклад вносят ударные волны. Именно это изменение помогает понять, где заканчивается галактика.

Открытие стало возможным благодаря прибору Keck Cosmic Web Imager (KCWI) на 10-метровом телескопе Keck на Гавайях. Для таких уникальных наблюдений требуется очень тёмное небо, которое доступно только в обсерватории Кек на Мауна-Кеа, — говорит один из авторов статьи, доцент Суинберна Динн Фишер.

Ученые ASTRO 3D получили доступ к KCWI благодаря университету Суинберна.

Благодаря сотрудничеству Суинберна с обсерваторией В. М. Кека, мы смогли сделать больше, — говорит доцент Гленн Качпрзак.

Прибор KCWI изменил подход к измерению диффузного газа вокруг галактик. Раньше учёные получали один спектр газа при одном наблюдении за галактикой. Теперь с помощью одного изображения можно получить тысячи спектров одновременно.

Мы впервые сфотографировали гало материи вокруг галактики, — рассказывает профессор Эмма Райан-Вебер, директор ASTRO 3D.

Исследование помогает ответить на один из главных вопросов астрономии и эволюции галактик: как они развиваются? Откуда получают газ? Как его перерабатывают? Куда он девается?

Д-р Нильсен считает, что окологалактическая среда играет важную роль в круговороте газа. Понимание того, как выглядит эта среда у разных типов галактик — звездообразующих, уже не образующих звёзды и переходных между ними, — поможет увидеть различия в газе, которые определяют различия внутри самих галактик. А изменения в этом резервуаре могут влиять на саму галактику.

Исследование связано с миссией ASTRO 3D. Оно помогает понять, как галактики увеличивают массу со временем.

Результаты исследования также могут повлиять на взаимодействие между различными галактиками и их влияние друг на друга.

Вполне возможно, что окологалактические среды Млечного Пути и Андромеды уже взаимодействуют.