Gentænke galaktiske oprindelser af interstellare skyer med tung-element kortlægning:Forskning udfordrer konventionel teori

En banebrydende undersøgelse af oprindelsen af ​​skyer med mellemhastighed (IVC'er) udfordrer en 20 år gammel teori og antyder en ny æra af forskning i dybt rum.

Forskere ved Nagoya University i Japan opdagede, at IVC'er har meget lavere tunge elementer end tidligere rapporteret. I stedet for at materialerne konstant genbruges som vand i et springvand, tyder deres resultater på, at de partikler, der laver skyerne, stammer fra vores galakse. Gruppen offentliggjorde deres resultater i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society .

IVC'er er en type interstellar sky karakteriseret ved deres hastighed. De findes i højder af tusinder af lysår væk i hele Mælkevejen. Gasskyer er vigtige, fordi de er kilder til de elementer, der muliggør stjernedannelse og skabelsen af ​​planetsystemer.

I den konventionelle model frigives elementer tilbage til det interstellare medium, når stjerner dør i begivenheder kaldet supernovaer. Dette materiale genindbygges i gasskyer. Ifølge denne model genereres de tunge grundstoffer i IVC'er gennem kernefusionsreaktioner og supernovaeksplosioner i vores galakse.

Ved at bruge et støvkort fra Planck-satellitten og et kort over radiobølger udsendt fra brint har Takahiro Hayakawa og Yasuo Fukui fra Nagoya University forbedret denne teori ved at skabe det første nøjagtige kort, der beskriver fordelingen af ​​tunge grundstoffers overflod i gasskyer, der falder ind i Galaktikken Fly.

Det Galaktiske Plan er en flad struktur i Mælkevejsgalaksen, hvor stjerner, gas og støv er koncentreret, og hvor astronomiske fænomener som stjernedannelse forekommer, "falder" gasser ind i planet fra det intergalaktiske medium drevet af tyngdekraften.

Ved at analysere IVC'er og højhastighedsskyer blev forskerne overraskede over at finde ud af, at den tunge grundstofoverflod i IVC'erne adskiller sig fra tidligere modeller. Deres opdagelse udfordrer den traditionelle Galactic Fountain Model, en teoretisk ramme, der bruges til at beskrive gassens kredsløb i vores galakse.

"Den galaktiske springvandsmodel beskriver kredsløbet af gas, der blæses ud fra det galaktiske plan af begivenheder som supernovaeksplosioner og derefter falde tilbage, på samme måde som et springvand kontinuerligt genbruger vand," sagde Hayakawa. "Forskere citerer ofte modellen til at forklare IVC'er, fordi de troede, at disse skyer havde metalliciteter svarende til dem af stjernerne, der angiveligt producerede dem."

Metalliciteter refererer til overfloden af ​​grundstoffer, der er tungere end helium i astronomiske objekter som stjerner og galakser. Hayakawa fortsatte, "Men vores resultater viser meget lavere metalliciteter af IVC'er, hvilket tyder på, at IVC'er er sammensat af primordial gas, der stammer fra uden for vores galakse."

Ved at bruge data fra Planck-satellitten og anvende state-of-the-art observationsteknikker baseret på tidligere offentliggjorte højopløsningskort og avancerede statistiske analyser opnåede de en hidtil uset præcision i deres målinger og mængden af ​​data.

"Denne forskning står til at bryde det 20-årige dødvande om oprindelsen af ​​gasskyer, der falder ind i galaksen," sagde Hayakawa. "Det kan løse et langvarigt dilemma, G-dværgproblemet, som siger, at gamle stjerner på 10 milliarder år i solens nærhed viser høj metallicitet svarende til Mælkevejens nuværende metallicitet."

Forskerne forventer, at deres forskning vil føre til nyt arbejde om galaksens vækst og udvikling i en skala på 10 milliarder år. Implikationerne af denne forskning strækker sig langt ud over vores galakse og giver indsigt i udviklingen af ​​andre galakser i hele universet.

Flere oplysninger: Takahiro Hayakawa et al., Støv-til-neutral gasforhold for mellem- og højhastigheds H i-skyer afledt baseret på sub-mm støvemission for hele himlen, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2024). DOI:10.1093/mnras/stae302

Leveret af Nagoya University