Горячий ореол Млечного Пути в симуляции экспресс
Вокруг нашей Галактики, словно невидимая корона, простирается разреженное облако газа, раскалённое до миллионов градусов. Его называют галактическим гало. Увидеть это свечение напрямую сложно — оно испускает мягкие рентгеновские лучи, которые поглощает земная атмосфера. Но космические телескопы, такие как eROSITA, способны улавливать этот слабый свет и строить карты горячего дыхания Млечного Пути.
В новом исследовании учёные взяли выборку виртуальных галактик, похожих на нашу, из космологической симуляции TNG50. Это компьютерная модель, где просчитывается жизнь Вселенной от Большого взрыва до наших дней. Для каждой симулированной галактики построили искусственные рентгеновские изображения и спектры — как если бы мы смотрели на них изнутри (с позиции Солнца) и снаружи. Оказалось, что по общей яркости и поглощению ионов кислорода O VII модель неплохо совпадает с реальностью.
Но когда исследователи сравнили профиль поверхностной яркости на окраинах, обнаружились расхождения. В симуляции свечение падает гораздо круче с удалением от центра, чем показывают наблюдения eROSITA для далёких галактик. На расстоянии более ста килопарсек (это примерно три диаметра Млечного Пути) модель выдаёт в десять раз меньше света. Кроме того, в виртуальных гало не хватает поглощения O VIII — признака газа с температурой от полутора до трёх миллионов градусов. Реальные измерения в нашей Галактике дают вдвое более сильные линии.
Похоже, что в симуляции TNG50 энергия от сверхновых и активных ядер галактик впрыскивается слишком близко к центру и слишком мощно. Газ разогревается, но не успевает разлететься далеко, образуя компактное облако вместо протяжённой короны. Это важный урок для будущих моделей: чтобы получить правильное горячее гало, нужно научить обратную связь работать более деликатно, распределяя тепло на большие расстояния.
Температура галактического гало достигает нескольких миллионов градусов, но плотность газа там настолько низкая, что если бы вы оказались внутри, то замёрзли бы быстрее, чем сгорели — частиц слишком мало, чтобы передать тепло.
В романе «Солярис» Станислава Лема океан планеты создаёт загадочные структуры, напоминающие протяжённые газовые короны — чем не аналогия с горячим гало, которое тоже живёт по своим, не до конца понятным законам?