Космический холодный фронт ставит ученых в тупик

Поразительная стойкость: в удаленном от нас на 240 миллионов световых лет галактическом скоплении Персея астрономы обнаружили удивительный феномен – гигантская холодная газовая полоса, мчащаяся на огромной скорости по скоплению. Но самое странное здесь то, что несмотря на почтенный возраст интергалактического холодного фронта в 5 миллиардов лет, он не ослаб, не рассеялся и даже не истрепался. Ученые предполагают, что от эрозии этот газовый массив защищает окутывающее его магнитное поле.

В галактическом скоплении Персея астрономы обнаружили гигантскую кривую полосу холодных газов (слева). Фото NASA/CXC/GSFC/S. Walker, ESA/XMM, ROSAT

Галактические скопления относятся к самым большим образованиям вселенной. Удерживаемые силами гравитации, входящие в такое скопление галактики совместно движутся сквозь космос. Нередко в таких скоплениях происходят и столкновения, при которых звездные скопления сливаются друг с другом, а газы под действием выделяемых при таких коллизиях энергии  нагреваются до температур в миллионы градусов. Одним из таких галактических скоплений является скопление Персея (Abell 426). Оно расположено на расстоянии около 240 миллионов световых лет от нас и включает в себя от 500 до 1000 галактик.

Интергалактический холодный фронт

Именно в этом галактическом скоплении Стивен Уолкер из Космического центра Годдарда NASA и его коллеги обнаружили нечто необычное. Снимки рентгеновского телескопа «Чандра» показали искривленную полосу из плотных холодных газов, протянувшуюся на более чем два миллиона световых лет. Этот космический холодный фронт почти на 50 миллионов градусов прохладнее, чем его окружение, и он мчится по галактическому скоплению со скоростью почти в полмиллиона километров в час.

Но самое необычное в этом то, что хотя эта холодная полоса газов существует уже более пяти миллиардов лет, она совершенно не ослабла, не растворилась и ничем не разбавилась. Более того, она на удивление резко отделена от окружающей ее среды четкой и контрастной границей. «Возраст, скорость и резкие границы этого холодного фронта достойны особого внимания», - считает Уолкер. - «Все в это системе холодной космической погоды видится экстремальным».

Невероятная устойчивость и постоянство

Несмотря на мощную турбулентность вследствие шоковых волн и воздействие супермассивных черных дыр в центре скопления Персея, газовая полоса не была ни рассеяна, ни развеяна, ни разорвана на отдельные части. «На протяжении последних пяти миллиардов лет галактическое скопление Персея продолжало расти, ибо газы из прилегающих космических систем закачивались скоплением», - объясняют исследователи.

Но даже этот ассиметричный приток явно не повлиял на структуру газовой полосы. «Вместо того, чтобы эродировать или становиться шире, она лишь разделилась на две контрастно разделенные новые полосы», - рассказывает соавтор Джон Зухоне из Гарвардского Смитсоновского астрофизического центра в Кембридже. - «Такого расщепления холодного газового фронта еще никогда и никому наблюдать не приходилось».

Защищено магнитным полем?

Почему изначальная газовая полоса расщепилась на две и почему она обладает столь невероятной стабильностью, пока что до конца неясно. «Наше компьютерное моделирование уже помогло нам получить кое-какие важные сведения», - говорит соавтор Джереми Сандерс из Кембриджского университета. - «Это выглядит так, будто магнитные поля так накладываются на газовую ленту, что превращаются в своеобразный щит, противодействующий разрушительным силам, воздействующим на фронт из просторов галактического скопления».

Холодный фронт в галактическом скоплении Персея и его свойства.

Моделирование с магнитными полями различной силы показало, что магнитное поле вдоль газовой полосы должно быть примерно в десять раз более сильным, чем в космическом окружении этого загадочного образования. Лишь только эта сила препятствует растворению газового потока, но при этом позволяет расщепление полосы на два четко разделенных подфронта.