Fermiho bubliny

Z centra Mléčné dráhy unikají oblaka vodíku

Astronomové objevili, jak se zdá, velký exodus více než 100 oblaků vodíku unikajících z centra Mléčné dráhy a směřujících do mezigalaktického prostoru. Tato pozorování uskutečněná pomocí radioteleskopu Green Bank Telescope (GBT) mohou astronomům poskytnout zřetelný obraz tzv. Fermiho bublin (Fermi Bubbles), což jsou obrovské „balóny“ mimořádně horkého plynu směřujícího nad a pod rovinu disku naší Galaxie. Závěry byly prezentovány 10. ledna 2018 na 231. konferenci Americké astronomické společnosti (American Astronomical Society, AAS) ve Washingtonu.

Centrum naší Galaxie je neobyčejným místem,“ poznamenává Jay Lockman, astronom na Green Bank Observatory, West Virginia. „V jejím srdci sídlí supermasivní černá díra o hmotnosti 4 miliónů Sluncí a vyskytují se zde oblasti překotné tvorby hvězd a explodujících umírajících stálic.“

Tyto velmi energetické procesy – buď jednotlivě nebo společně – generují mohutný kosmický „vítr“, který vyfoukává dvě obrovské bubliny nad a pod rovinu disku Mléčné dráhy, které jsou naplněny plynem o teplotě několika desítek miliónů stupňů. Tento mimořádně horký a řídký plyn však září jen velmi slabě v oblasti rádiových vln, rentgenových paprsků a gama záření.

Bubliny však vypadají nápadně až při pozorováních uskutečněných kosmickou observatoří NASA s názvem Fermi Gamma-ray Space Telescope, které vděčíme, jak vysvětlují astronomové, za jejich označení Fermiho bubliny. „Jeden problém, který brání výzkumu tohoto horkého kosmického větru je, že tento plyn má tak nízkou hustotu, že jeho vyzařování je velmi slabé a neexistuje účinný způsob, jak vystopovat jeho pohyb a určit jeho původ,“ poznamenává Jay Lockman.

TIP:   Zajímavý archeologický nález při vykopávkách středověkého Bergenu

Nicméně vědci se nevzdávají. Zrovna tak jako hrst prachu hozená do vzduchu může napovědět na směr větru v krajině, vodíková oblaka mohou posloužit jako testovací částice k odhalení směru horkého neviditelného větru z centra naší Galaxie.

Neutrální plynný vodík, základní složka těchto oblaků, jasně září na rádiových vlnách o délce 21 cm. Tato vodíková oblaka byla poprvé detekována pomocí řady radioteleskopů v Austrálii týmem astronomů, jehož vedoucím byla Naomi McClure-Griffiths z Australian National University.

Avšak tento průzkum byl omezen na oblast jen několika stupňů v okolí galaktického centra, takže byly získány pouze omezené informace o počtu a rozložení těchto oblaků. Nové výzkumy uskutečněné pomocí radioteleskopu GBT o průměru 100 metrů tyto poznatky velmi rozšířily.

Skupina astronomů, jejímiž členy byli Jay Lockman, Naomi McClure-Griffiths a Enrico DiTeodoro, který rovněž pracuje na Australian National University, zmapovala mnohem větší oblast v okolí centra naší Galaxie při hledání dalších vodíkových oblaků, která mohou být unášena silným kosmickým větrem.

Objevili přitom obrovské hejno více než 100 plynných oblaků vzdalujících se vysokou rychlostí. Vlastnosti těchto útvarů umožnily vědcům dozvědět se více o podstatě vanoucího větru v této oblasti a o potřebné obrovské energii, kterou to vyžaduje.

Tato oblaka předznamenávající proudění směrem od centra Galaxie naznačují, že jejich rychlosti jsou doslova pekelné,“ říká Jay Lockman. „Pohyby plynů v Mléčné dráze jsou obvykle pravidelné a jsou ovládány spořádanou rotací Galaxie. Uvnitř Fermiho bublin vidíme oblaka uspořádaná na obloze jedno vedle druhého, která však mají rychlosti odlišující se o více než 400 km/s.“

Podle astronomů je nejpravděpodobnějším vysvětlením pro tyto velké rozdíly rychlostí skutečnost, že se pohybují uvnitř kuželu materiálu, který expanduje směrem od centra naší Galaxie, takže jedna část bubliny míří směrem k nám a druhá část hmoty se šíří naopak od nás.

Na základě modelování rozložení oblaků a jejich rychlostí astronomové zjistili, že vyplňují kužel rozpínající se nad a pod galaktický disk do vzdálenosti nejméně 5 000 světelných roků od centra Galaxie. Oblaka mají průměrnou rychlost zhruba 330 kilometrů za sekundu.

Enrico DiTeodoro k tomu poznamenává: „Co je zejména záhadou, je skutečnost, že jsme doposud neobjevili okraj proudu pozorovaných oblaků. Někde nad centrem Galaxie se vodíková oblaka rozptylují nebo se již ionizovaly. Avšak stále ještě jsme neobjevili hranici jejich výskytu, stále ještě je zde mnoho k dalšímu studiu.“

Zdroj: Hvězdárna Valašské Meziříčí, (Green Bank Observatory, phys.org), autor: FRANTIŠEK MARTÍNEK, foto: S. Brunier; Design & Illustration: P. Vosteen