Det mest detaljerede radiokort over Mælkevejen

Astronomer har udført en storstilet undersøgelse af den usynlige Mælkevej ved hjælp af Nobeyama 45-m radioteleskopet.

Når du ser op på en klar, mørk nat, du kan se Mælkevejen med det blotte øje. Hvis du tager et fotografi af Mælkevejen, finder du nogle mørke pletter med færre stjerner. I disse områder, skyer af gas og støv i Mælkevejen blokerer lyset fra baggrundsstjerner. Ved at observere radiobølgerne, der udsendes af gassen i disse skyer, astronomer kan studere de usynlige dele af Mælkevejen.

En multi-institutionel forskergruppe brugte 45-m teleskopet fra 2014 til 2017 til at skabe de mest omfattende og detaljerede radiokort over Mælkevejen i menneskehedens historie. Holdet har færdiggjort kort, der dækker et område så bredt som 520 fuldmåner med omkring tre gange den rumlige opløsning af tidligere kort. Dette kort vil gøre det muligt for astronomer at studere strukturen af ​​det interstellare medium fra den store struktur af hele Mælkevejen til den lille skala struktur af individuelle molekylære skykerner, der er direkte relateret til stjernedannelse. Takket være 45-m teleskopets gode rumlige opløsning, holdet opdagede mange filamentære strukturer, som ikke var tydeligt set på tidligere kort. Disse strukturer menes at indeholde vigtige spor til at forstå, hvordan stjerner dannes.

Dette radiokort vil tjene som et grundlæggende datasæt for fremtidige observationsstudier. Forskerne forventer mange opdagelser fra forskere over hele verden baseret på dette kort.

Mælkevejen er et konglomerat af mange stjerner. I de mørke områder med færre stjerner, gas og støv skjuler lyset fra baggrundsstjerner. Vi kalder disse områder for mørke skyer. Gassen i de mørke skyer kan ikke ses i synligt lys, men kan observeres i radiobølger. Et stort teleskop har god rumlig opløsning, men kan kun dække en lille del af himlen. På den anden side, et lille teleskop kan dække et bredt område, men har dårlig rumlig opløsning og kan ikke se den detaljerede struktur af himmellegemer. Af denne grund, det er vanskeligt at opnå observationsdata, som samtidig fanger både Mælkevejens storskalastruktur og småskalastrukturen af ​​molekylære skykerner, som er relateret til stjernedannelse. Med tidligere data, det var udfordrende at studere udviklingen af ​​molekylær gas, materialet til stjerner. Især for at forstå hvordan og hvor stjerner dannes, et datasæt med bred dækning og høj rumlig opløsning var ønsket.

FUGIN (Forest unbiased galactic plane imaging survey with the Nobeyama 45-m telescope) er et projekt til at skabe et omfattende bredfeltsradiokort over Mælkevejen med hidtil uset høj rumlig opløsning. Nobeyama 45-m radioteleskopet har god rumlig opløsning, og den nye FOREST-modtager installeret på teleskopet gør det muligt for astronomer at observere 10 gange mere effektivt end før. FUGIN blev godkendt som et af de tidligere projekter i Nobeyama Radio Observatory for at få maksimal udnyttelse af disse fordele. Formålet med arveprojekterne er at indsamle grundlæggende data til næste generations undersøgelser. FUGIN observeret for 1, 100 timer fra 2014 til 2017. De observerede områder dækkede 130 kvadratgrader:omkring 83 procent af arealet mellem galaktiske breddegrader -1 og +1 grader og galaktiske længdegrader fra 10 til 50 grader og fra 198 til 236 grader. Vinkelopløsningen er omkring 20 buesekunder, og den radiale hastighedsopløsning for molekyler er 1,3 km/s. Dette er omkring 3 gange højere i rumlig opløsning end tidligere data for Mælkevejen. 45-m teleskopet opnåede samtidig data for 3 forskellige isotoparter af kuliltemolekyler, ¹² CO, ¹³ CO, og C ¹⁸ O. Dette gjorde det muligt for forskerne at studere gassens fysiske egenskaber, såsom temperatur og massefylde, ud over fordelingen af ​​den molekylære gas og dens bevægelser.

Analyse af dataene fra galaktiske længdegrader fra 12 til 22 grader gav opdagelsen af ​​hidtil umulige gigantiske molekylære filamenter. Mange filamentstrukturer blev identificeret omkring stjernedannende områder, såsom M17 og W51. Disse strukturer kan indeholde spor til at forstå, hvordan en molekylær sky trækker sig sammen og danner stjerner. Radiokortet opnået med dette projekt vil blive frigivet i juni 2018. Kortet vil være et grundlæggende datasæt til fremtidige undersøgelser af Mælkevejen; det vil ikke kun være nyttigt til observationer med ALMA og andre radioteleskoper, men også til observationer i infrarøde og andre bølgelængder.

Dette resultat dukkede op i Publikationer fra Astronomical Society of Japan i oktober 2017.