טלסקופ החלל ‘האבל’ גילה הילה ענקית סביב גלקסיית אנדרומדה

“הבנת טבען של ההילות העצומות של הגז המקיפות גלקסיות היא חשובה ביותר”, הסבירה החוקרת השותפת סמנתה ברק מאוניברסיטת ייל. “מאגר הגז הזה ישמש דלק להיווצרות כוכבים עתידית בתוך הגלקסיה. הוא גם קולט לתוכו שרידי גז מהתפוצצות סופרנובות“

במחקר פורץ דרך, השתמשו מדענים בטלסקופ החלל האבל של נאס”א כדי למפות את מעטפת הגז העצומה, המכונה הילה, המקיפה את גלקסיית אנדרומדה, שכנתנו הגלקטית הגדולה הקרובה ביותר. מדענים הופתעו לגלות כי הילה קלושה וכמעט בלתי נראית של פלזמה מפוזרת משתרעת על פני 1.3 מיליון שנות אור מהגלקסיה – בערך עד לאמצע שביל החלב, ועד 2 מיליון שנות אור בכיוונים מסוימים. המשמעות היא שההילה של אנדרומדה כבר נתקלת בהילה של הגלקסיה שלנו. הם גם מצאו כי להילה יש מבנה שכבתי, עם שני פרצי גז מובחנים.

זהו המחקר המקיף ביותר של הילה סביב גלקסיה.

“הבנת טבען של ההילות העצומות של הגז המקיפות גלקסיות היא חשובה ביותר”, הסבירה החוקרת השותפת סמנתה ברק מאוניברסיטת ייל בניו הייבן, קונטיקט. “מאגר הגז הזה ישמש דלק להיווצרות כוכבים עתידית בתוך הגלקסיה. הוא גם קולט לתוכו שרידי גז מהתפוצצות סופרנובות. המחקר חשף רמזים לגבי התפתחותה של גלקסיית אנדרומדה בעבר וכיצד ייראה העתיד של הגלקסיה, ובנוסף אנו גם לומדים פרטים חדשים ומרתקים על שכנתנו הקרובה ביותר”.

“אנו מוצאים שהקליפה הפנימית של ההילה, המשתרעת על פני כחצי מיליון שנות אור היא מורכבת ודינמית הרבה יותר מכפי שחשבנו בעבר”, הסביר מנהל המחקר ניקולה להנר מאוניברסיטת נוטרדאם באינדיאנה. “הקליפה החיצונית חלקה וחמה יותר. הבדל זה הוא ככל הנראה השפעה של פעילות סופרנובה בדיסקת הגלקסיה שהשפיעה ישירות על ההילה הפנימית.”

החוקרים אישרו זאת לאחר שגילו יסודות כבדים בהילה הגזית של אנדרומדה. יסודות כבדים מתפתחים בליבות כוכבים ואז נפלטים לחלל, לעיתים אף באלימות, כאשר הכוכב מת. ההילה מלאה בחומר זה מפיצוצים כאלה.”

גלקסיית אנדרומדה, הידועה גם בשם M31, היא גלקסיה ספירלית המכילה כטריליון כוכבים והיא דומה בגודלה לשביל החלב שלנו. היא שוכנת  במרחק של 2.5 מיליון שנות אור, היא כל כך קרובה אלינו עד שהגלקסיה מופיעה ככתם אור בצורת סיגר גבוה בשמי הסתיו. אם ניתן היה לראות את ההילה הגזית שלה בעין בלתי מזוינת,  היא היתה תופסת בשמים שטח רחב פי שלושה מהעגלה הגדולה והיתה העצם הבולט ביותר בשמי הלילה.

המחקר בדק באמצעות תוכנית שנקראת Project AMIGA (מפת הקליטה של ​​גז מיונן באנדרומדה), את האור מ-43 קוואזרים – ליבותיהם הרחוקות והמבריקות של גלקסיות פעילות שבמרכזן חורים שחורים – הממוקמות הרבה מעבר לאנדרומדה. הקוואזרים פזורים מאחורי ההילה, ומאפשרים למדענים לבדוק כמה מקטעים של ההילה, כאשר צופים באור הקוואזר דרכה וכיצד רמת האור הזו משתנה באיזורים שונים.

ההילה העצומה של אנדרומדה עשויה מגז נדיר ומיונן שאינו פולט קרינה הניתנת לזיהוי בקלות. לכן התחקות אחר ספיגת האור שמקורו ברקע היא דרך טובה יותר לחקור חומר זה.

החוקרים השתמשו ביכולת הייחודית של ה-Cosmic Origins Spectrograph (COS) של ‘האבל’ כדי לחקור את האור העל-סגול מהקוואזרים. אור אולטרה סגול נספג באטמוספירה של כדור הארץ, מה שמונע את הצפייה באמצעות טלסקופים קרקעיים. הצוות השתמש ב-COS כדי לאתר גז מיונן של פחמן, סיליקון וחמצן. אטום נעשה מיונן כאשר הקרינה מפשיטה ממנו אלקטרון אחד או יותר.

בשנת 2015 גילו חברי הצוות לראשונה כי הילה גדולה ומסיבית מקיפה את אנדרומדה, אך לא היה שום רמז למורכבותה. כעת היא ממופה בפירוט רב יותר, מה שמוביל לקביעה מדויקת יותר של גודלה ומסתה.

“בעבר היה מעט מאוד מידע -כשנעזרנו רק בשישה קוואזרים הנמצאים במרחק של עד מיליון שנות אור מאיתנו ומאנדרומדה. התוכנית החדשה הזו מספקת מידע רב יותר על האזור הפנימי בהילה של אנדרומדה”, הסביר ג’יי כריסטופר האוק, גם הוא נוטרדאם ומחבר שותף של המאמר. “בדיקת גז ברדיוס זה חשובה, מכיוון שההילה באיזור זה מושפעת מהכבידה של הגלקסיה.”

מכיוון שאנו חיים בתוכה, מדענים אינם יכולים לחקור את חתימת ההילה של שביל החלב בקלות. עם זאת, הם מאמינים כי הילות אנדרומדה ושביל החלב חייבות להיות דומות מאוד מכיוון ששתי הגלקסיות הללו דומות למדי. שתי הגלקסיות נמצאות במסלול התנגשות, והן יתמזגו ויצרו גלקסיה אליפטית ענקית החל מעוד כארבעה מיליארד שנה מהיום.

https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-08/nsfc-hmg082720.php

• ההיסטוריה האלימה של גלקסיית אנדרומדה, שעושה את דרכה להתנגשות עם שביל החלב
• האם הגלקסיה שלנו והגלקסיה השכנה אנדרומדה כבר נוגעות זו בזו ויתנגשו מהר מכפי שאנחנו חושבים?
• חוקרים מהאוניברסיטה העברית פיתחו מודל מהפכני להסבר היווצרותן של גלקסיות