Газовое гало Галактики
Га́зовое гало́ Гала́ктики (газовая корона Галактики), горячий разреженный газ, находящийся за пределами звёздного диска нашей Галактики и заполняющий большой объём пространства вокруг него. Впервые идея о существовании газового гало вокруг нашей Галактики была предложена Л. Спитцером в 1956 г., но долгое время она оставалась неподтверждённой, поскольку оптическое излучение газа, находящегося в гало, практически отсутствует и его трудно было обнаружить. Причиной этого является низкая плотность и высокая температура газа. С появлением рентгеновских обсерваторий слабое излучение газового гало Галактики удалось зарегистрировать в мягком рентгеновском диапазоне и в линиях излучения ионов кислорода. Подтвердилось, что основная масса газа гало нагрета до температуры около 106 К и поэтому сильно ионизована. Тем не менее, как оказалось, часть массы газового гало Галактики приходится на более холодный газ с температурой ~104 К, состоящий в основном из нейтральных атомов водорода (H I). Облака атомарного водорода (облака H I), наблюдаемые в газовом гало Галактики, называют высокоширотными облаками.
По имеющимся оценкам, характерная плотность горячего газа гало составляет около 10–27 г/см3, или примерно 1 атом на 103 см3 (на больших расстояниях от центра Галактики плотность ещё ниже). Масса горячего газа гало в пределах сферы, заключающей звёздный диск Галактики, составляет не менее миллиарда масс Солнца, однако в пределах вириального радиуса Галактики полная масса газа должна быть на порядок выше. Благодаря высокой температуре и низкой плотности газа характерное время его остывания составляет миллиарды лет. Остывающий газ должен падать на галактический диск, пополняя запасы находящегося в нём холодного газа. Однако существуют и пути поступления газа в газовое гало Галактики. Первый путь – это сброс газовых оболочек стареющими звёздами, находящимися в звёздном гало Галактики, в том числе сверхновыми. Второй путь – газ, привносимый в Галактику извне вместе с разрушающимися спутниками Галактики, а также потоками газа, вливающимися в Галактику из межгалактического пространства. Так, в гало нашей Галактики наблюдается Магелланов Поток – длинный газовый поток, идущий от ближайших к нам неправильных галактик – Большого и Малого Магеллановых Облаков. Третий путь поступления газа в гало нашей Галактики – это газовые «фонтаны», которые выбрасываются из областей звездообразования в диске Галактики, получив свою энергию через звёздный ветер и взрывы сверхновых. Такой газ, поступающий из диска Галактики, образует более плотный и неоднородный по плотности «дисковый» компонент газового гало Галактики, в то время как основная масса газа, заполняющего гало, находится далеко от диска. Газ в дисковом компоненте гало вращается в ту же сторону, что и диск Галактики, но с несколько меньшей скоростью.
Важнейшую информацию о разреженном газе гало Галактики даёт метод просвечивания – анализ спектров далёких источников излучения (звёзд гало, активных ядер галактик, квазаров). Свет от них, проходя через гало Галактики, испытывает поглощение в спектральных линиях ионов различных химических элементов, которые можно наблюдать в ультрафиолетовой области спектра. Такие наблюдения позволяют оценить температуру, плотность, химический состав, скорость и физическое состояние газа в гало – но только в фиксированных направлениях на выбранные источники, в спектре которых видны следы поглощения в газовом гало Галактики. Они подтверждают существование протяжённого горячего газового гало и наличие температурных неоднородностей в нём.