В прошлом галактики считались отдельными островками в пустом космическом пространстве. Сейчас известно, что они окружены почти невидимым пылевым и газовым облаком – окологалактическая среда. Теперь полагают, что именно эта среда играет роль масштабного завода по переработке «звездных отходов».
Этот удивительный процесс космической утилизации планируют изучить с помощью миссии НАСА FORTIS. С ее помощью проведут обзор ближайшей галактики, чтобы измерить ее газы, выброшенные звездами и сверхновыми в окологалактическую среду. Эти исследования помогут понять, как материал циркулирует в галактиках и поддерживает процесс звездного рождения.
Изучение галактик давно сталкивается с двумя важными моментами. Чтобы галактика создавала новые звезды, нужно где-то брать топливо (водород, гелий и более тяжелые элементы). Однако некоторые галактики продолжают создавать звезды спустя много лет после того, как по всем прогнозам у них должно было закончиться топливо. Как они это делают?
Кроме того, куда деваются побочные продукты жизнедеятельности звезд? По мере старения звезды загрязняют космическое пространство. Прежде всего, это происходит при взрыве сверхновых. Но анализ показывает, что галактики не так уж и загрязнены металлами, как предполагалась. Выходит, что богатый на металл газ выходит из галактики и возвращался в нее. Но никто не мог понять, как это происходит.
Тогда возникла идея с существованием окологалактической среды. Ученые давно подозревали о ее наличии, но не удавалось это доказать, потому что большинство галактик слишком тусклые и масштабные для детального изучения. Но все изменилось в 2009 году, когда к исследованиям подключили спектрограф космического телескопа Хаббл.
В течение двух лет удалось изучить 42 галактики, где их окологалактическая среда была наполнена газообразными металлами. Вот здесь и хранились все запасы металлов, которые не были замечены в самих галактиках. Причем эти газы не просто хранились в «облаке», но и повторно возвращались в галактику, циркулируя туда и обратно.
Эта окологалактическая среда – невероятно важный элемент для изучения, потому что является ключевым моментом для понимания галактической эволюции. По сути, это хранилище для большей части топлива, поддерживающего процесс рождения новых звезд.
Как действует процесс? Гравитация притягивает газы из окологалактической среды к центру галактики, предоставляя топливо для звезд. Параллельно с этим звездные ветры и сверхновые выбрасывают металлы обратно в окологалактическую среду, пополняя запасы хранилища.
Миссия FORTIS должна определить объем газа, участвующий в этом процессе. Для этого планируют наблюдать за галактикой Треугольника (М33), отдаленной от нас на 2.7 млн. световых лет. Это яркая галактика с множеством новорожденных звезд и мощными звездными ветрами.
Это необычная миссия, потому что FORTIS представляет собою инструмент, который отправят в космос на суборбитальном космическом корабле и вернут обратно на Землю. Весь полет продлится 15 минут, так что у FORTIS будет всего 6 минут полноценных обзоров. Но этого хватит, чтобы получить данные для дальнейшего анализа.