Приблизно 13,8 мільярдів років тому наш Всесвіт народився в результаті гігантського вибуху, який породив перші субатомні частинки і закони фізики, якими ми їх знаємо. Приблизно через 370 000 років утворився водень, основний будівельний блок зірок, які зливали водень і гелій у своїй внутрішній частині, щоб утворити всі більш важкі елементи. Хоча водень залишається найпоширенішим елементом у Всесвіті, окремі хмари газоподібного водню може бути важко виявити в міжзоряному середовищі (ISM).
Це ускладнює дослідження ранніх стадій утворення зірок, які б дали підказки про еволюцію галактик і Всесвіту. Міжнародна команда на чолі з астрономами з Інститут астрономії Макса Планка (MPIA) нещодавно помітили наявність величезних ниток атомарного газоподібного водню в нашій галактиці. Ця структура під назвою «Меггі» розташована на відстані приблизно 55 000 світлових років (з іншого боку від Чумацький шлях) і є однією з найвищих структур, які коли-небудь спостерігалися в нашій галактиці.
Дослідження з описом їхніх висновків нещодавно з’явилося в журналі Астрономія та астрофізикаІ На чолі з Йонасом Сеїдом, д.т.н. Студент МПІА. До нього приєдналися дослідники з Віденського університету Гарвард-Смітсонівський центр астрофізики (CfA), то Інститут радіоастрономії Макса Планка (MPIFR), Університет Калгарі, Університет Гейдельберга, Центр астрофізики та планетарних наук, Аргеландер- Інститут астрономіїІндійський інститут науки і НАСАЛабораторія реактивного руху (JPL)Лабораторія реактивного руху).
Дослідження ґрунтується на отриманих даних HI/OH/Recombination Line Survey of Чумацький Шлях (THOR), програмне забезпечення для моніторингу на основі Дуже велика колекція Карла Г. Янського (VLA) у Нью-Мексико. Використовуючи радіотарілки VLA із сантиметровими хвилями, цей проект вивчає утворення молекулярних хмар, перетворення атомів у молекулярний водень, магнітне поле галактики та інші питання, пов’язані з ISM та утворенням зірок.
Кінцева мета полягає в тому, щоб визначити, як два найпоширеніших ізотопи водню сходяться, утворюючи щільні хмари, які піднімаються до нових зірок. Ізотопи включають атомарний водень (H), що складається з одного протона, одного електрона, але без нейтронів, і молекулярний водень (H).2) складається з двох атомів водню, скріплених ковалентним зв’язком. Останні лише конденсуються у відносно компактні хмари, які утворюють морозні регіони, де з часом з’являться нові зірки.
На цьому зображенні показаний зріз Чумацького Шляху збоку, виміряний супутником Gaia Європейського космічного агентства. Темна смуга складається з газу і пилу, яка гасить світло від зірок, що злилися. Галактичний центр Чумацького Шляху вказано праворуч від зображення, і він яскраво світить під темною областю. У квадраті зліва від центру вказано розташування ниток «Меггі». Показує розподіл атомарного водню. Кольори позначають різні швидкості газу. Авторство: ESA/Gaia/DPAC, CC BY-SA 3.0 IGO & T. Müller/J. Syd/MPIA
Процес переходу атомарного водню в молекулярний досі багато в чому невідомий, що зробило цю надзвичайно довгу нитку особливо захоплюючим відкриттям. У той час як найбільші відомі хмари молекулярного газу мають довжину близько 800 світлових років, Magi мають довжину 3900 світлових років і 130 світлових років завширшки. Як пояснив Сайєд в нещодавньому MPIA прес-реліз:
“Ця тема сприяла цьому успіху. Ми ще не знаємо, як ви туди потрапили. Але струна простягається приблизно на 1600 світлових років нижче площини Чумацького Шляху. Спостереження також дозволили визначити швидкість газоподібного водню. Це дозволило показати, що швидкості вздовж запобіжника майже не відрізняються.“
Аналіз команди показав, що матеріал у нитці має середню швидкість 54 км/с.-1, яку вони в першу чергу визначили, вимірюючи обертання диска Чумацького Шляху. Це означає, що випромінювання має довжину хвилі 21 см (він же “воднева лініяЦе було видно на космічному тлі, що робило структуру впізнаваною. “Спостереження також дозволили нам визначити швидкість газоподібного водню, – сказав Хенрік Боутер, президент THOR і співавтор дослідження. – Це дозволило нам показати, що швидкості вздовж нитка майже не відрізняється».
Це зображення фальшивого кольору показує розподіл атомарного водню, виміряний на довжині хвилі 21 см. Червона пунктирна лінія відображає провідні лінії «Меггі». кредит: c. Магістр / МПІА
З цього дослідники дійшли висновку, що Маггі є цілісною структурою. Ці результати підтвердили спостереження, зроблені рік тому Хуаном де Солером, астрофізиком з Віденського університету та співавтором статті. Коли він помітив нитку, він назвав її найдовшою річкою у своїй рідній Колумбії: Ріо Магдалена (англ. Margaret, або «Меггі»). Хоча Меггі можна було ідентифікувати в попередній оцінці Солером даних THOR, лише поточне дослідження продемонструвало поза розумним сумнівом, що це цілісна структура.
На основі раніше опублікованих даних команда також підрахувала, що Maggi містить 8% молекулярного водню на частку маси. При детальнішому розгляді команда помітила, що газ сходився в різних точках уздовж нитки, що привело їх до висновку, що газоподібний водень накопичувався у великих хмарах у цих місцях. Вони також передбачили, що атомний газ буде поступово конденсуватися в молекулярну форму в цих середовищах.
“Однак багато питань залишаються без відповіді”, – додав Сайєд. «Додаткові дані, які, як ми сподіваємося, дадуть нам більше підказок щодо молекулярної газової фракції, вже чекають на аналіз». На щастя, незабаром запрацює кілька космічних і наземних обсерваторій, а також телескопи, які в майбутньому будуть обладнані для вивчення цих ниток. До них належать Космічний телескоп Джеймса Вебба (JWST) та радіоопитування, наприклад квадратний кілометровий масив (СКА), що дозволить нам побачити найраніший період Всесвіту (“космічний світанок») і перші зірки в нашому світі.
Спочатку опубліковано в Всесвіт сьогодні.
Додаткову інформацію про це дослідження див У Чумацькому Шляху виявили масивну нитку довжиною 3900 світлових років.
Довідкова інформація: «Філаменти Меггі»: фізичні властивості гігантської атомної хмари» Дж. Саєда, Дж. Д. Солера, Х. Ботера, Ю. Ванга, С. Сурі, Дж. Д. Хеншоу, М. Рінера, С. Бялі, С. Резаї Х. ., JM Stil, PF Goldsmith, MR Rugel, SCO Glover, RS Klessen, J. Kerp, JS Urquhart, J. Ott, N. Roy, N. Schneider, RJ Smith, SN Longmore and H. Linz, 20 грудня 2021, Доступно тут. Астрономія та астрофізика.
DOI: 10.1051 / 0004-6361 / 202141265
“Професійний вирішувач проблем. Тонко чарівний любитель бекону. Геймер. Завзятий алкогольний ботанік. Музичний трейлер”
