Загадка далекій туманності не дає спокою астрономам

Астрономи зіткнулися з досить цікавим випадком. В одному з далеких куточків Всесвіту виявлений величезний світний бульбашка газу, і вчені не можуть пояснити, що саме викликає його світіння. Виявлена туманність розташована в центрі гігантського «протокластера», розташованого приблизно в 10 мільярдах світлових років від Землі і складається з одних із найдавніших галактик у Всесвіті. На думку астрономів, знайдений об'єкт є найяскравішим серед раніше знайдених космічних об'єктів подібного типу.

Знахідка, яка підпадає під клас так званих «гігантських Лайман-альфа туманностей» (enormous Lyman-alpha nebula, ELAN) не тільки є найяскравішим у Всесвіті об'єктом подібного типу, але ще і найбільшим. Він перевершує навіть туманність «Slug», виявлену в 2014 році і розтягуються більш ніж на 2 мільйони світлових років.

«Вона неймовірно яскрава і, найімовірніше, за розмірами навіть більше туманності Slug, проте виявити всередині неї нічого, крім розмитих обрисів галактик, нам не вдалося», — відзначає Хав'єр Прочаска, один з дослідників з Каліфорнійського університету в Санта-Крус.

«Іншими словами, ми знайшли неймовірний за розмірами енергетичний феномен, але не можемо поки що виявити джерело його енергії».

До теперішнього моменту вченим відомо всього кілька об'єктів класу ELAN, проте дослідники вважають, що вони є частиною так званої космічної павутини, обплутують весь Всесвіт і з'єднує між собою галактики. Однак у той час, як джерелом світіння інших гігантських Лайман-альфа туманностей найчастіше є неймовірний рівень випромінювання, що створюється, як правило, знаходяться всередині них квазарами, новими зірками і надновими, подібних об'єктів у рамках дослідження нової туманності, що отримала назву MAMMOTH-1, вченими виявлено не було. Тому дослідники не можуть розібратися в тому, що ж саме змушує світитися знаходиться в туманності газоподібний водень, що випускає Лайман-альфа випромінювання (характерне випромінювання атомів водню).

цікаво, Що з подібною проблемою вчені вже стикалися в 2000 році, коли був виявлений ще один ELAN-об'єкт, що отримав назву «міхур Лайман-альфа 1». Він розташований в південній частині сузір'я «Водолія» приблизно в 11,5 мільярда років від Землі. Розміри цієї туманності в три рази більше розмірів нашої галактики Чумацький Шлях. Але незважаючи на те, що вона «палає» яскравим зеленим кольором у телескопах астрономів, до сьогоднішнього дня науковці так і не змогли визначити джерело її світіння.

Відповідно до одного з останніх припущень, джерелом цього світіння подібних об'єктів можу бути надмасивні чорні діри поглинають матерію галактик, що знаходяться в центральному регіоні туманності. У новому дослідженні MAMMOTH-1 учені прийшли до такого ж висновку.

Сама ж туманність була виявлена в рамках нового оглядового дослідження неба Mapping the Most Massive Overdensities Through Hydrogen (MAMMOTH), в рамках якого також була виявлена туманність Slug. Виявлений всередині туманності протокластер неймовірно величезний (близько 50 світлових років) і містить незвично щільну концентрацію галактик, пов'язаних між собою потужною гравітацією.

Незважаючи на те, що на даний момент всі ці галактики дуже старі, телескопи вони виглядають для нас як молоді і з'явилися всього через 3 мільярди років з моменту Великого вибуху. Про те, що може викликати таке яскраве світіння усієї туманності MAMMOTH-1 і знаходиться всередині її протокластера, було запропоновано кілька гіпотез, однак найбільш ймовірний відповідь на це питання, швидше за все, може бути пов'язаний з так званим «активним галактичним ядром». Принаймні так вважає нинішня група вчених, яка займалася дослідженням виявленої туманності.

Активне галактичне ядро являє собою компактний регіон простору в центрі галактик і, як правило, має набагато більш високим рівнем світності у порівнянні з усім іншим. Вчені пояснюють це тим, що одним із джерел активного галактичного ядра є надмасивні чорні діри, активно поглинають газ, що знаходиться в центрі галактики. Інтенсивне випромінювання активного галактичного ядра іонізує що знаходиться навколо нього водень, і це, цілком можливо, і змушує ELAN викидати настільки яскраве Лайман-альфа світіння.

Спостереження показують, що найчастіше джерелом найяскравіших активних галактичних ядер у видимому світлі є квазари – найяскравіші об'єкти у Всесвіті — проте у випадку з туманністю MAMMOTH-1 жодних квазарів виявлено не було. Хоча, звичайно ж, ніхто не виключає можливість, що за щільним скупченням газу і пилу туманності один міг все ж і сховатися.

«Є підозра схожості з активним галактичним ядром, однак на оптичних зображеннях ми ніяких прямих доказів наявності оного не виявили. Думаю, це може бути якийсь квазар, прихований за дуже щільним скупченням пилу, яка закриває від нас більший обсяг його світла», — коментує Прочаска.

Команда дослідників, звичайно, спробує розгледіти хоча б один квазар на відстані близько 10 мільярдів світлових років від Землі, але на даний момент джерело світіння цієї ELAN залишається для них повною загадкою.