Ūdeņraža pavedieni ir 3900 gaismas gadu gari

Mākslinieka priekšstats par Piena ceļu. Kredīts: Pablo Karloss Bodassi

Apmēram pirms 13,8 miljardiem gadu mūsu Visums radās milzīgā sprādzienā, kas radīja pirmās subatomiskās daļiņas un fizikas likumus, kā mēs tos pazīstam. Pēc aptuveni 370 000 gadu izveidojās ūdeņradis, zvaigžņu pamatelements, kas savā iekšienē sakausē ūdeņradi un hēliju, veidojot visus smagākos elementus. Lai gan ūdeņradis joprojām ir visizplatītākais elements Visumā, atsevišķus ūdeņraža gāzes mākoņus var būt grūti noteikt starpzvaigžņu vidē (ISM).

Tas apgrūtina zvaigžņu veidošanās agrīno posmu izpēti, kas sniegtu norādes par galaktiku un Visuma evolūciju. Starptautiska komanda astronomu vadībā no Maksa Planka Astronomijas institūts (MPIA) nesen pamanīja milzīgu atomu ūdeņraža gāzes pavedienu klātbūtni mūsu galaktikā. Šī struktūra, ko sauc par “Maggie”, atrodas aptuveni 55 000 gaismas gadu attālumā (otrpus piena ceļš) un ir viena no augstākajām struktūrām, kas jebkad novērotas mūsu galaktikā.

Pētījums, kurā aprakstīti viņu atklājumi, nesen parādījās žurnālā Astronomija un astrofizikaUn Džonasa Seida vadībā, Ph.D. MPIA students. Viņam pievienojās pētnieki no Vīnes universitātes Hārvarda-Smitsona Astrofizikas centrs (CfA), Maksa Planka radioastronomijas institūts (MPIFR), Kalgari Universitāte, Heidelbergas Universitāte, Astrofizikas un planētu zinātņu centrs, Argelandrs – Astronomijas institūtsIndijas Zinātnes institūts un NASAJet Propulsion Laboratory (JPL)Reaktīvo dzinēju laboratorija).

Pētījums ir balstīts uz iegūtajiem datiem Piena ceļa HI/OH/rekombinācijas līnijas apsekojums (THOR), uzraudzības programmatūra, kuras pamatā ir Īpaši liela Karla G. Janska kolekcija (VLA) Ņūmeksikā. Izmantojot VLA centimetru viļņu radiotrauciņus, šajā projektā tiek pētīta molekulāro mākoņu veidošanās, atomu pārvēršanās molekulārā ūdeņradi, galaktikas magnētiskais lauks un citi jautājumi, kas saistīti ar ISM un zvaigžņu veidošanos.

Galīgais mērķis ir noteikt, kā divi visizplatītākie ūdeņraža izotopi saplūst, veidojot blīvus mākoņus, kas paceļas uz jaunām zvaigznēm. Izotopos ietilpst atomu ūdeņradis (H), kas sastāv no viena protona, viena elektrona un nav neitronu, un molekulārais ūdeņradis (H).2) sastāv no diviem ūdeņraža atomiem, ko satur kopā kovalentā saite. Pēdējie tikai kondensējas salīdzinoši kompaktos mākoņos, kas veidos salnu reģionus, kur galu galā parādīsies jaunas zvaigznes.

Maggi Milky Way Threads sānskats

Šajā attēlā redzama daļa no Piena ceļa sānskata, ko mēra ar Eiropas Kosmosa aģentūras satelītu Gaia. Tumšā josla sastāv no gāzes un putekļiem, kas dzēš gaismu no apvienotajām zvaigznēm. Piena ceļa galaktikas centrs ir norādīts attēla labajā pusē, un tas spilgti spīd zem tumšā apgabala. Kastīte pa kreisi no centra norāda “Maggie” pavedienu atrašanās vietu. Parāda atomu ūdeņraža sadalījumu. Krāsas norāda dažādus gāzes ātrumus. Autori: ESA/Gaia/DPAC, CC BY-SA 3.0 IGO & T. Müller/J. Syd/MPIA

Atomu ūdeņraža pārejas process uz molekulāro ūdeņradi joprojām lielā mērā nav zināms, kas padarīja šo ārkārtīgi garo pavedienu par īpaši aizraujošu atklājumu. Lai gan lielākie zināmie molekulāro gāzu mākoņi ir aptuveni 800 gaismas gadu gari, Magi ir 3900 gaismas gadu garš un 130 gaismas gadu plats. Kā Saids paskaidroja nesenajā MPIA preses relīze:

Šis pavediens ir veicinājis šos panākumus. Mēs vēl precīzi nezinām, kā jūs tur nokļuvāt. Bet virkne stiepjas aptuveni 1600 gaismas gadu zem Piena ceļa plaknes. Novērojumi arī ļāva mums noteikt ūdeņraža gāzes ātrumu. Tas ļāva mums parādīt, ka ātrumi gar drošinātāju gandrīz neatšķiras.

Komandas analīze parādīja, ka materiāla kvēldiega vidējais ātrums ir 54 km/s-1, ko viņi galvenokārt noteica, mērot pret Piena Ceļa diska rotāciju. Tas nozīmē, ka starojuma viļņa garums ir 21 cm (aka “ūdeņraža līnijaTas bija redzams uz kosmiskā fona, padarot struktūru atpazīstamu. “Novērojumi ļāva mums noteikt arī ūdeņraža gāzes ātrumu,” sacīja Henriks Beuters, THOR prezidents un pētījuma līdzautors. “Tas ļāva mums parādīt, ka ātrumi gar kvēldiegs gandrīz neatšķiras.

Maggi atomu ūdeņraža pavediens

Šis viltus krāsu attēls parāda atomu ūdeņraža sadalījumu, ko mēra pie viļņa garuma 21 cm. Sarkanā punktētā līnija izseko “Maggie” līnijām. kredīts: c. Meistars / MPIA

No tā pētnieki secināja, ka Maggi ir saskaņota struktūra. Šie rezultāti apstiprināja novērojumus, ko pirms gada veica Vīnes universitātes astrofiziķis un darba līdzautors Huans de Solers. Kad viņš pamanīja pavedienu, viņš to nosauca par garāko upi savā dzimtajā Kolumbijā: Río Magdalena (angļu: Margaret jeb “Maggie”). Lai gan Megiju varēja identificēt Solera iepriekšējā THOR datu novērtējumā, tikai pašreizējais pētījums bez saprātīgām šaubām parādīja, ka tā ir saskaņota struktūra.

READ  Septiņi studenti no Gatonas akadēmijas ir izvēlēti dalībai Nacionālās drošības valodas iniciatīvas jauniešiem programmā

Pamatojoties uz iepriekš publicētajiem datiem, komanda arī aprēķināja, ka Maggi masas daļā ir 8% molekulārā ūdeņraža. Pēc rūpīgākas pārbaudes komanda pamanīja, ka gāze saplūst dažādos punktos gar kvēldiega, liekot viņiem secināt, ka ūdeņraža gāze šajās vietās uzkrājas lielos mākoņos. Viņi arī paredzēja, ka atomu gāze šajās vidēs pakāpeniski kondensēsies molekulārā formā.

“Tomēr daudzi jautājumi paliek neatbildēti,” piebilda Saids. “Papildu dati, kas, mēs ceram, sniegs mums vairāk norādes par molekulāro gāzes frakciju, jau gaida, lai tos analizētu.” Par laimi, drīzumā sāks darboties vairākas kosmosa un zemes observatorijas, kā arī teleskopi, kas tiks aprīkoti, lai nākotnē pētītu šos pavedienus. Tie ietver Džeimsa Veba kosmiskais teleskops (JWST) un radio aptaujas, piemēram, kvadrātkilometru masīvs (SKA), kas ļaus mums apskatīt Visuma agrāko periodu (“kosmiskā rītausma”) un pirmās zvaigznes mūsu pasaulē.

Sākotnēji ievietots Visums šodien.

Plašāku informāciju par šo pētījumu sk Piena ceļā ir atklāta masīva kvēldiega struktūra – 3900 gaismas gadu garumā.

Atsauce: “Maggie filaments”: fizikālās īpašības milzu atomu mākonis”, J. Syed, JD Soler, H. Beuther, Y. Wang, S. Suri, JD Henshaw, M. Riener, S. Bialy, S. Rezaei Kh ., JM Stil, PF Goldsmith, MR Rugel, SCO Glover, RS Klesen, J. Kerp, JS Urquhart, J. Ott, N. Roy, N. Schneider, RJ Smith, SN Longmore un H. Linz, 2021. gada 20. decembris, Pieejams šeit. Astronomija un astrofizika.
DOI: 10.1051 / 0004-6361 / 202141265

Angelica Johnson

"Tīmekļa praktizētājs. Sašutinoši pazemīgs ēdiena entuziasts. Lepns twitter advokāts. Pētnieks."

Atbildēt

Jūsu e-pasta adrese netiks publicēta. Obligātie lauki ir atzīmēti kā *

Back to top