Záhada teplejší jižní části Mléčné dráhy

Vesmír kolem nás není ani zdaleka tak klidný, jak by se mohlo na první pohled zdát. U Mléčné dráhy je například jižní část teplejší než severní. Jak je to možné a jaký jev to způsobuje? (délka blogu 3 min.)

Naše galaxie, Mléčná dráha, je obklopena obrovským rezervoárem horkého a řídkého plynu, kterému astronomové říkají horké cirkumgalaktické médium (CGM) nebo také galaktická korona. Tento plyn má teplotu v řádech milionů stupňů Celsia. Jeho existence byla předpovězena už v roce 1956 Lymanem Spitzerem. Nedávná data ze satelitu eROSITA však odhalila zajímavou anomálii - jižní polovina této korony je výrazně teplejší než její severní část.

Záhada teplotní asymetrie

Měření ukázala relativní rozdíl teplot mezi polokoulemi, který dosahuje přibližně 12 %. Plyn v jižní části má teplotu kolem 2.5 × 10^6 K, zatímco na severu je homogennější a zároveň chladnější. Vědci se rozhodli prozkoumat, jestli není důvodem blízký průlet našich sousedů, tedy Velkého a Malého Magellanova mračna (LMC a SMC).

Magellanova mračna jsou dvě nejhmotnější satelitní galaxie Mléčné dráhy, které se momentálně nacházejí ve vzdálenosti 50 až 60 kiloparseků v jižní galaktické polokouli. Je to hlavně Velké Magellanovo mračno, které je s odhadovanou hmotností 1.8 × 10^11 Sluncí dostatečně těžké na to, aby si s naší Galaxií pořádně zahrálo. Víme, že se dnes Magellanova mračna a Mléčná dráha přibližují. Rychlost se odhaduje na přibližně 40 kilometrů za sekundu.

Počítačová simulace

Vědci využili pokročilou hydrodynamickou simulaci RAMSES, aby sledovali pohyb tří hlavních složek: hvězdného disku Mléčné dráhy, jejího hala z temné hmoty a horkého plynu v okolí. Výsledky simulace pak skutečně přinesly vysvětlení jevu.

Ukázalo se, že funguje následujícím způsobem. Když se Magellanova mračna přibližovala, jejich gravitace začala přitahovat hvězdný disk a vnitřní halo temné hmoty Mléčné dráhy.

Disk se tedy začal pohybovat směrem k jihu rychlostí až 40 km/s. Zatímco hvězdy a temná hmota reagovaly na gravitaci okamžitě, horký plyn korony má svou vlastní setrvačnost a tlak, takže se za pohybujícím se diskem mírně opozdil.

Tento rozdíl v pohybu způsobil, že se galaktický disk choval jako obrovský píst. Na své jižní straně začal stlačovat plyn v koroně, což vedlo k jeho prudkému zahřátí. V simulacích dosahovaly teploty v blízkosti disku v jižní oblasti dokonce hodnot 4 × 10^6 K až 6 × 10^6 K.

Otázky, které bude nutné vyřešit

Zajímavé je, že tato teplotní asymetrie není v dějinách Galaxie trvalým jevem. Podle simulace se jedná naopak o velmi čerstvý jev, který začal teprve před zhruba 100 miliony roky. Právě tehdy se disk začal vůči okolnímu plynu pohybovat dostatečně rychle na to, aby vyvolal (dnes pozorované) zahřátí.

Tento objev navíc možná nabídne řešení další dlouholeté záhady. Astronomové si dlouho lámali hlavu nad tím, proč je severní obloha mnohem více zaplněná mračny neutrálního vodíku s vysokou a střední rychlostí. Vědci spekulují, že pokud se Galaxie pohybuje směrem k jihu a horký plyn na severu je řidší a klidnější, mají mračna vyvržená z disku (tzv. galaktické fontány) na severní straně snazší cestu do větších výšek, což vysvětluje jejich větší počet v této části oblohy.

Průlet Magellanových mračen kolem naší Galaxie tedy není jen aktuální a zajímavou událostí, ale zároveň mění fyzikální podmínky v celém okolí naší Galaxie. To, co vidíme jako barevné mapy rentgenového záření ze satelitu eROSITA, je ve skutečnosti přímý následek gigantického vesmírného setkání galaxií a následného stlačování plynu, které se právě teď odehrává v našem kosmickém okolí.

Zdroj: Temperature asymmetry in the Milky Way’s hot circumgalactic medium induced by the Magellanic Clouds Open Access

^{Alexandru Oprea , Filippo Fraternali , Else Starkenburg , Thor Tepper-Garcia , Joss Bland-Hawthorn, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volume 547, Issue 4, April 2026, stag319, Odkaz}