Из звездных остатков формируются планеты, подобные нашей, а также такие элементы, как железо в ядре Земли, кислород в атмосфере и углерод в наших телах. Однако, как показало недавнее исследование группы ученых из США и Канады, этот процесс переработки материалов намного сложнее, чем казалось ранее.
Исследователи подтвердили, что углерод и другие элементы, сформированные в звездах, не просто хаотично дрейфуют в космосе, пока не найдут свое новое применение. В активных галактиках, подобных нашей, эти элементы совершают сложное путешествие по гигантским потокам, простирающимся в пространстве между галактиками на колоссальные расстояния. Ученые называют эти потоки циркумгалактической средой. Она функционируют подобно конвейерной ленте, с ее помощью элементы «выталкиваются» за пределы галактики и «втягиваются» обратно, чтобы снова участвовать в образовании планет, астероидов, комет, а также новых звезд.
Автор исследования Саманта Гарза объясняет, что циркумгалактическая среда напоминает огромную станцию, на которой материалы постоянно перемещаются туда и обратно: «Углерод и другие тяжелые элементы выбрасываются в эту среду через взрывы сверхновых, а затем снова возвращаются в галактику, чтобы принять участие в звездо- и планетообразовании».
Исследование также проливает свет на роль углерода в эволюции галактик. Соавтор работы Джессика Уерк, отмечает, что углерод, входящий в состав наших тел провел немало времени за пределами галактики.
Существование циркумгалактической среды было впервые подтверждено в 2011 году, когда ученые обнаружили, что звездообразующие галактики окружены массивными облаками горячих газов, содержащих большое количество кислорода. Гарза и ее коллеги в свою очередь доказали, что эта среда содержит также более холодные элементы, в частности, углерод, которые активно участвуют в галактическом цикле переработки.
С помощью спектрографа Cosmic Origins, который работает на телескопе «Хаббл» ученые проанализировали свет от девяти удаленных квазаров — ярчайших объектов во Вселенной, свет которых проходит через циркумгалактическую среду. Наблюдения показали значительное количество углерода, распространяющегося на расстояние до 400 тысяч световых лет — это расстояние больше диаметра нашей галактики в 4 раза.
Циркумгалактическая среда играет ключевую роль в поддержании звездообразования, но этот процесс со временем замедляется, что приводит к «старению» галактик. Исследователи полагают, что понимание механизмов этого замедления поможет ответить на вопрос, почему галактики постепенно утрачивают способность к образованию новых звезд.
Будущие исследования должны определить полный состав элементов в циркумгалактической среде и выявить различия между галактиками, активно формирующими звезды, и теми, где этот процесс практически завершен. Эти данные позволят лучше понять, когда и почему галактики, подобные нашей, превращаются в «звездные пустыни».
Ранее в сети показали сверкающие галактики скопления Антлия, которое находится на расстоянии около 130 миллионов световых лет от Земли.
