Ερευνητές ανακάλυψαν νέφη ψυχρού αερίου κρυμμένα βαθιά μέσα στις τεράστιες, υπερθερμασμένες φυσαλίδες αερίου – γνωστές ως φυσαλίδες Fermi – στο κέντρο του Γαλαξία μας. Η ανακάλυψη αυτή ανατρέπει τα τρέχοντα μοντέλα για τον σχηματισμό των φυσαλίδων Fermi και δείχνει ότι αυτές είναι πολύ πιο νέες απ’ όσο θεωρούσε μέχρι σήμερα η επιστήμη.
«Οι φυσαλίδες Fermi είναι τεράστιες δομές θερμού αερίου που εκτείνονται πάνω και κάτω από τον δίσκο του Γαλαξία, φτάνοντας περίπου τις 25.000 έτη φωτός σε κάθε κατεύθυνση από το κέντρο – μια συνολική έκταση 50.000 ετών φωτός», εξηγεί ο Rongmon Bordoloi, αναπληρωτής καθηγητής φυσικής στο Πολιτειακό Πανεπιστήμιο της Βόρειας Καρολίνας και κύριος συγγραφέας της μελέτης που δημοσιεύθηκε στο The Astrophysical Journal Letters.
«Ήταν μια αιφνίδια και βίαιη έκρηξη, σαν ηφαιστειακή έκρηξη σε γαλαξιακή κλίμακα»
Οι φυσαλίδες Fermi ανακαλύφθηκαν το 2010 από τηλεσκόπια ακτίνων γάμα και, αν και η ακριβής αιτία τους παραμένει ασαφής, είναι γενικά αποδεκτό ότι οφείλονται σε μια εξαιρετικά βίαιη και απότομη κοσμική διαδικασία, όπως έκρηξη υπερμεγέθους μαύρης τρύπας ή υπερβολική αστρογένεση στο κέντρο του Γαλαξία.
Η ομάδα χρησιμοποίησε το ραδιοτηλεσκόπιο Green Bank (NSF GBT) του Εθνικού Ιδρύματος Επιστημών των ΗΠΑ για να συλλέξει υψηλής ανάλυσης δεδομένα σχετικά με τη σύσταση και την ταχύτητα του αερίου εντός των φυσαλίδων. Οι μετρήσεις ήταν διπλάσιας ευαισθησίας σε σχέση με προηγούμενες ραδιοαστρονομικές έρευνες και αποκάλυψαν πολύ λεπτομερέστερες δομές.
Ενώ το μεγαλύτερο μέρος του αερίου μέσα στις φυσαλίδες έχει θερμοκρασία περίπου 1 εκατομμύριο βαθμούς Kelvin, η ερευνητική ομάδα βρήκε και κάτι αναπάντεχο: πυκνά νέφη ουδέτερου υδρογόνου, καθένα με μάζα χιλιάδων ηλιακών μαζών, διάσπαρτα 12.000 έτη φωτός πάνω από το κέντρο του Γαλαξία.
«Αυτά τα νέφη ουδέτερου υδρογόνου είναι ψυχρά σε σχέση με το περιβάλλον τους», λέει ο Andrew Fox, αστρονόμος της ESA στο Space Telescope Science Institute και συν-συγγραφέας της μελέτης.
«Έχουν θερμοκρασία περίπου 10.000 Kelvin, δηλαδή 100 φορές χαμηλότερη από το υπόλοιπο αέριο γύρω τους. Είναι σα να βρίσκεις παγάκια μέσα σε ηφαίστειο».
Αμφισβήτηση της θεωρίας: Γιατί δεν καταστράφηκαν τα ψυχρά νέφη;
Το περιβάλλον των φυσαλίδων είναι τόσο ακραίο, που θεωρητικά τα ψυχρά νέφη θα έπρεπε να έχουν καταστραφεί πολύ γρήγορα, μέσα σε λίγα εκατομμύρια χρόνια.
«Οι υπολογιστικές προσομοιώσεις δείχνουν ότι το ψυχρό αέριο εξατμίζεται ή διαλύεται όταν έρχεται σε επαφή με τέτοιο θερμό και ταχύ ρεύμα. Άρα η παρουσία αυτών των νεφών σημαίνει ότι οι φυσαλίδες Fermi είναι πολύ νεότερες από 10 εκατομμύρια χρόνια», εξηγεί ο Bordoloi.
Η ανακάλυψη αυτή συμφωνεί και με παλαιότερες παρατηρήσεις του διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble, οι οποίες ανίχνευσαν ιονισμένο πολυφασικό αέριο με θερμοκρασίες από 100.000 έως 1.000.000 Kelvin – τυπικό αποτέλεσμα εξάτμισης ψυχρού αερίου από θερμό ρεύμα.
Ταχύτητα 1.000.000 μίλια/ώρα: Μια πρόσφατη κοσμική έκρηξη
Η ομάδα υπολόγισε επίσης την ταχύτητα των αερίων, η οποία φτάνει το 1 εκατομμύριο μίλια την ώρα, ενισχύοντας την εκτίμηση για πολύ πρόσφατη προέλευση των φυσαλίδων.
«Αυτά τα νέφη δεν υπήρχαν όταν οι δεινόσαυροι ζούσαν στη Γη. Σε κοσμική κλίμακα, ένα εκατομμύριο χρόνια είναι ένα τίποτα», λέει ο Bordoloi.
Ο Jay Lockman, αστρονόμος στο Green Bank Observatory και συν-συγγραφέας της μελέτης, συμπληρώνει:
«Πιστεύουμε ότι τα ψυχρά νέφη παρασύρθηκαν από το κέντρο του Γαλαξία και μεταφέρθηκαν προς τα πάνω από τα θερμά ρεύματα που σχημάτισαν τις φυσαλίδες Fermi. Όπως δεν βλέπεις τον άνεμο αν δεν έχει σύννεφα, έτσι δεν βλέπουμε το θερμό ρεύμα του Γαλαξία αν δεν υπήρχαν αυτά τα ψυχρά νέφη να το αποκαλύψουν».
Μια ανατροπή στην κατανόηση της γαλαξιακής εξέλιξης
Η ανακάλυψη αυτή ανατρέπει τις υπάρχουσες θεωρίες για το πώς επιβιώνουν τα ψυχρά αέρια στο εξαιρετικά ενεργειακό περιβάλλον του γαλαξιακού κέντρου και θέτει νέους αυστηρούς εμπειρικούς περιορισμούς στα μοντέλα αλληλεπίδρασης μεταξύ θερμού και ψυχρού αερίου.
Παράλληλα, προσφέρει σημαντικό σημείο αναφοράς για τις προσομοιώσεις της γαλαξιακής ανάδρασης και εξέλιξης, αναμορφώνοντας την κατανόησή μας για το πώς η ύλη και η ενέργεια κυκλοφορούν και ανακυκλώνονται μέσα στους γαλαξίες.
Περισσότερες πληροφορίες: Rongmon Bordoloi et al, Ένα νέο σύμπλεγμα νεφών υψηλού γεωγραφικού πλάτους που ενσωματώνεται στη φούσκα του Βορρά Fermi, The Astrophysical Journal Letters (2025). DOI: 10.3847/2041-8213/addd16
Πληροφορίες περιοδικού: Επιστολές για το Αστροφυσικό Περιοδικό
Παρέχεται από το Κρατικό Πανεπιστήμιο της Βόρειας Καρολίνας
