GISMO instrument kortlægger den indre Mælkevej, ser kosmisk slikstang

Et træk, der ligner en slikstok, vises i midten af ​​dette farverige sammensatte billede af vores Mælkevejs galakses centrale zone. Men dette er ingen kosmisk konfekt. Den strækker sig over 190 lysår og er en af ​​et sæt lange, tynde tråde af ioniseret gas kaldet filamenter, der udsender radiobølger.

Dette billede inkluderer nyligt offentliggjorte observationer ved hjælp af et instrument designet og bygget ved NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland. Kaldet Goddard-IRAM Superconducting 2-Millimeter Observer (GISMO), instrumentet blev brugt sammen med et 30 meter radioteleskop placeret på Pico Veleta, Spanien, drevet af Institute for Radio Astronomy in the Millimeter Range med hovedkvarter i Grenoble, Frankrig.

"GISMO observerer mikrobølger med en bølgelængde på 2 millimeter, giver os mulighed for at udforske galaksen i overgangszonen mellem infrarødt lys og længere radiobølgelængder, sagde Johannes Staguhn, en astronom ved Johns Hopkins University i Baltimore, der leder GISMO-teamet i Goddard. "Hver af disse dele af spektret er domineret af forskellige typer emission, og GISMO viser os, hvordan de hænger sammen."

GISMO opdagede det mest fremtrædende radiofilament i det galaktiske centrum, kendt som radiobuen, som udgør den lige del af den kosmiske slikstang. Dette er den korteste bølgelængde, hvor disse mærkelige strukturer er blevet observeret. Forskere siger, at filamenterne afgrænser kanterne af en stor boble produceret af en eller anden energisk begivenhed i det galaktiske centrum, beliggende i det lyse område kendt som Skytten A omkring 27, 000 lysår væk fra os. Yderligere røde buer på billedet afslører andre filamenter.

"Det var en rigtig overraskelse at se Radio Arc i GISMO-dataene, sagde Richard Arendt, et teammedlem ved University of Maryland, Baltimore County og Goddard. "Dets emission kommer fra højhastighedselektroner, der spiraler i et magnetfelt, en proces kaldet synkrotronemission. En anden funktion, som GISMO ser, kaldet seglen, er forbundet med stjernedannelse og kan være kilden til disse højhastighedselektroner."

To artikler, der beskriver det sammensatte billede, en ledet af Arendt og en ledet af Staguhn, blev offentliggjort den 1. november i Astrofysisk tidsskrift .

Billedet viser den indre del af vores galakse, som er vært for den største og tætteste samling af gigantiske molekylære skyer i Mælkevejen. Disse enorme, kølige skyer indeholder tilstrækkelig tæt gas og støv til at danne titusinder af stjerner som Solen. Udsigten spænder over en del af himlen omkring 1,6 grader på tværs - svarende til omkring tre gange Månens tilsyneladende størrelse - eller omkring 750 lysår bred.

For at lave billedet, holdet erhvervede GISMO-data, vist med grønt, i april og november 2012. De brugte derefter arkivobservationer fra Den Europæiske Rumorganisations Herschel-satellit til at modellere det langt-infrarøde skær af koldt støv, som de derefter trak fra GISMO-dataene. Næste, tilføjede de, i blåt, eksisterende 850 mikrometer infrarøde data fra SCUBA-2 instrumentet på James Clerk Maxwell Telescope nær toppen af ​​Maunakea, Hawaii. Endelig, tilføjede de, i rødt, arkivalier med længere bølgelængde 19,5 centimeter radioobservationer fra National Science Foundations Karl G. Jansky Very Large Array, beliggende nær Socorro, Ny mexico. De infrarøde og radiodata med højere opløsning blev derefter behandlet for at matche GISMO-observationerne med lavere opløsning.

Det resulterende billede farvekoder i det væsentlige forskellige emissionsmekanismer.

Blå og cyan træk afslører koldt støv i molekylære skyer, hvor stjernedannelsen stadig er i sin vorden. Gule træk, såsom Arches-filamenterne, der udgør slikstokkens håndtag og Sagittarius B1-molekylskyen, afsløre tilstedeværelsen af ​​ioniseret gas og vise veludviklede stjernefabrikker; dette lys kommer fra elektroner, der bremses, men ikke fanges af gasioner, en proces også kendt som fri-fri emission. Røde og orange områder viser områder, hvor synkrotronemission forekommer, såsom i den fremtrædende Radio Arc og Sagittarius A, den lyse kilde i galaksens centrum, der er vært for dets supermassive sorte hul.