В то время, когда самые первые предки человека только-только научились ходить на двух ногах, в сердце нашей галактики Млечный путь произошло колоссальное извержение, которое выбросила газ, пыль и другие материалы наружу в космическое пространство на скорости 3.2 миллиона километров в час. Теперь, по крайней мере 2 миллиона лет спустя, астрономы обнаружили свидетельства этого события, наблюдая вздымающиеся облака газа на расстояние 30000 световых лет выше и ниже плоскости Млечного пути.

Пять лет назад были обнаружены огромные структуры по сильному гамма-излучению в направлении галактического центра, которые затем удалось наблюдать в рентгене и радиоволнах. Но астрономам требовалась помощь космического телескопа Хаббл, который мог измерить скорость движения и состав таинственных лепестков. В настоящее время уже разработано несколько сценариев этого события, но для их подтверждения или опровержения необходимо вычислить массу вещества, выброшенного из нашей галактики. Всего предложена два довольно обыкновенных развития событий: внезапная сильная вспышка звездообразования в центре Млечного пути или выброс из супермассивной чёрной дыры. Астрономы ранее уже наблюдали газообразные ветры, составленные из потоков заряженных частиц, приходящих из ядер других галактик, но этот случай уникален тем, что можно получить представление об этих событиях буквально находясь в первых рядах наблюдателей.

«Когда вы смотрите в центры других галактик, газовые оттоки выглядят намного меньшими, поскольку, естественно, галактики более далеки. Но эти разлетающиеся облака из Млечного пути имею размеры всего в 30000 световых лет, но мы всё равно можем детально рассмотреть их структуру. Мы даже можем точно узнать насколько они велики и даже какую площадь неба покрывают», — Эндрю Фокс из Института исследований космоса с помощью космического телескопа в Балтиморе.

Эти гигантские лепестки, называемые «Пузыри Ферми», первоначально были обнаружены как раз с помощью космического гамма-телескопа «Ферми» (Fermi Gamma-ray Space Telescope). Нахождение таких высокоэнергетических гамма-лучей сразу дало ученым понимание о том, что некое чрезвычайно сильное событие в ядре галактики резко вытолкнуло газ в космос. Для того, чтобы получить больше информации о газовых оттоках, Эндрю Фокс обратился за помощью к специалистам Хаббла, а конкретно к спектрографу Cosmic Origins Spectrograph (COS). С помощью COS был исследован ультрафиолетовый свет отдаленного квазара, который располагается за «телом» северного пузыря. Этот свет, пройдя через пузырь, будет содержать в себе информацию о его скорости, составе и температуре. Получение такой информации мог обеспечить только COS. Фокс с помощниками выяснили направление распространения пузырей: газ, на ближней к нам стороне движется в сторону Земли, а на дальней — от Земли.

«Это является самым главным свидетельством того, что мы наблюдаем биполярные оттоки», — Ронгмон Бордолой из Института исследований космоса с помощью космического телескопа.

Спектрограф COS также впервые смог измерить состав вещества в газообразных облаках. Был обнаружен кремний, углерод и алюминий, что указывает на то, что газ обогащен тяжёлыми элементами, образовавшимися в звездах, и содержит реликтовые остатки звездного формирования. COS измерил температуру и выяснил, что в пузырях присутствует холодный газ, приблизительная температура которого равна 10000 градусов по Цельсию, что намного холоднее большей части газа, который, как считается имеет температуру в 10 миллионов градусов по Цельсию. Это говорит о том, что в пузырях, возможно, присутствует холодный межзвездный газ из диска Млечного пути.

Результат, полученный в результате изучения света от квазара, является первой ласточкой в череде подобных экспериментов, который включает в себя обзор двадцати далеких квазаров, свет которых проходит через «Пузыри Ферми». Полный итоговый анализ приведет к точному определению всей изгоняемой массы. Тогда астрономы смогут сравнить массу вылетающего вещества со скоростями в различных местоположениях пузырей, чтобы точно определить, какое количество энергии необходимо для получения вспышки, которую они наблюдают. Вся эта информация должна будет указать на происхождение этого явления.

Как отмечалось выше, одна возможная причина является возникшей областью активного звёздообразования около галактического центра, в котором как раз и рождаются сверхновые, заставляя газ разлетаться. Согласно другому сценарию, звезда или группа звёзд, упали в супермассивную черную дыру в центре Млечного пути. Когда это происходит, газ, разогретый черной дырой, вылетает далеко в космическое пространство. Поскольку время жизни этих пузырей значительно меньше времени существования галактик, ученые предполагают, что этот процесс может происходить эпизодически.

Иллюстрация показывает процесс изучения распространения пузырей Ферми с помощью проходящего через них света от далекого квазара. Источник: NASA, ESA, and A. Feild (STScI)

Cosmic Origins Spectrograph (COS) — научный инструмент, установленный на Хаббле во время четвёртой миссии по его обслуживанию (STS-125) в мае 2009 года. Он разрабатывался для ультрафиолетовой спектроскопии (длина волн 115-320 нм) слабых точечных источников, имеющих спектральное разрешение от 1550 до 24000. Научные цели, для которых разрабатывался аппарат, включают в себя исследование происхождения крупномасштабных структур во Вселенной, формирования и развития галактик и происхождения звездных и планетарных систем и холодной межзвездной среды.

COS был установлен в отсек, ранее занимаемый прибором Corrective Optics Space Telescope Axial Replacement (COSTAR), который был предназначен для корректировки сферической аберрации света. Но так как к тому времени все основные приборы уже сами содержали необходимую систему корректировки, потребность в COSTAR отпала. COS предназначался в качестве дополнения для регистрирующего спектрографа Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS), работоспособность которого была восстановлена также во время этой миссии.

Источник