Astronómovia objavili jednu z najväčších štruktúr, aké boli kedy pozorované v Mliečnej dráhe

Zhruba pred 13,8 miliardami rokov sa náš vesmír zrodil pri masívnej explózii, ktorá dala vzniknúť prvým subatomárnym časticiam a fyzikálnym zákonom, ako ich poznáme.

Asi o 370 000 rokov neskôr vznikol vodík, stavebný kameň hviezd, ktorý spájal vodík a hélium vo svojom vnútri a vytváral tak všetky ťažšie prvky. Zatiaľ čo vodík zostáva najrozšírenejším prvkom vo vesmíre, izolované oblaky plynného vodíka v medzihviezdnom médiu (ISM) je ťažké odhaliť.

To sťažuje výskum raných štádií formovania hviezd, ktorý by priniesol informácie o vývoji galaxií a vesmíru.

Medzinárodný tím pod vedením astronómov z Astronomický inštitút Maxa Plancka (MPIA) nedávno spozorovali v našej galaxii obrovské vlákno atómového vodíka. Názov tejto štruktúryMaggi‚, ktorá sa nachádza asi 55 000 svetelných rokov od nás (na druhej strane Mliečnej dráhy) a je jednou z najvyšších štruktúr, aké boli kedy pozorované v našej galaxii.

(ESA/Gaia/DPAC/T.Muller/J.Syed/MPIA)

Hore: Časť Mliečnej dráhy, meraná satelitom ESA Gaia (hore). Rámček označuje umiestnenie vlákna „MagI“ a falošný farebný obraz distribúcie atómového vodíka (dole), červená čiara označuje vlákno „MagI“.

Štúdia, ktorá opisuje ich zistenia, sa nedávno objavila v časopise astronómia a astrofyzika, Jonas Syed, Ph.D. Študoval na škole MPIA.

Pridali sa k nemu vedci z Viedenskej univerzity, Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CFA), Inštitút Maxa Plancka pre rádiovú astronómiu (MPIFR), University of Calgary, University Heidelberg, The Centrum astrofyziky a planetárnej vedy, The Argelanderov inštitút pre astronómiu, Indický vedecký inštitút a laboratórium Jet Propulsion Laboratory (JPL) NASA.

vychádza z údajov získaných z výskumu HI/OH/rekombinačný líniový prieskum Mliečnej dráhy (THOR), pozorovací program, ktorý závisí od Carl G. Jansky Very Large Array (VLA) v Novom Mexiku.

Pomocou rádiovej antény VLA s centimetrovou vlnou projekt študuje tvorbu molekulárnych oblakov, premenu atómov na molekulárny vodík, magnetické pole galaxie a ďalšie otázky súvisiace s ISM a tvorbou hviezd.

Konečným cieľom je určiť, ako sa dva najbežnejšie izotopy vodíka zbiehajú, aby vytvorili husté oblaky, ktoré sa pohybujú smerom k novým hviezdam. Izotopy zahŕňajú atómový vodík (H), ktorý sa skladá z protónu, elektrónu a žiadnych neutrónov, a molekulárny vodík (H2) – alebo deutérium – zložený z protónu, neutrónu a elektrónu.

Len tie posledné kondenzujú do relatívne kompaktných oblakov, z ktorých sa vyvinú mrazivé oblasti, kde sa nakoniec objavia nové hviezdy.

Proces premeny atómového vodíka na molekulárny je stále veľkou neznámou, čo z tohto mimoriadne dlhého vlákna urobilo obzvlášť vzrušujúci objav.

Zatiaľ čo najväčšie známe oblaky molekulárneho plynu sú zvyčajne dlhé asi 800 svetelných rokov, Magee má dĺžku 3900 svetelných rokov a šírku 130 svetelných rokov. Ako vysvetlil Syed v nedávnom MPIA tlačová správa,

„Umiestnenie tohto vlákna prispelo k tomuto úspechu. Zatiaľ nevieme, ako sa tam dostalo. Ale vlákno siaha asi 1600 svetelných rokov pod galaktickú rovinu. Pozorovania nám umožnili určiť rýchlosť vodíkového plynu. To nám umožnilo ukázať že rýchlosti sa pozdĺž vlákna takmer nelíšia.“

Tímová analýza ukázala, že priemerná rýchlosť hmoty vo vlákne bola 54 km/s.^-1, ktoré určil najmä meraním proti rotácii disku Mliečnej dráhy. To znamenalo, že žiarenie s vlnovou dĺžkou 21 cm (aka „vodíková čiara„) bol viditeľný na kozmickom pozadí, čím bola štruktúra jasná.

„Pozorovania nám tiež umožnili určiť rýchlosť plynného vodíka,“ povedal Heinrich Beuther, vedúci THOR a spoluautor štúdie. „To nám umožnilo ukázať, že rýchlosti sa pozdĺž vlákna takmer nelíšia.“

To viedlo výskumníkov k záveru, že Magi je koherentná štruktúra. Tieto zistenia potvrdili to, čo Juan D. Soler, astrofyzik z Viedenskej univerzity a spoluautor článku.

Keď uvidel vlákno, pomenoval ho podľa najdlhšej rieky v jeho rodnej Kolumbii: Río Magdalena (anglicky: Margaret alebo „Maggie“). Zatiaľ čo Maggie bola rozpoznateľná v skoršom hodnotení Solarových údajov THOR, iba súčasná štúdia nepochybne dokazuje, že ide o koherentnú štruktúru.

Na základe predtým publikovaných údajov tím tiež odhadol, že Magi pozostáva z 8 percent hmotnosti molekulárneho vodíka.

Pri bližšom skúmaní tím zistil, že plyn sa zbieha v rôznych bodoch pozdĺž vlákna, čo ich viedlo k záveru, že plynný vodík sa na týchto miestach hromadí vo veľkých oblakoch. Ďalej predpokladajú, že atómový plyn by v týchto prostrediach postupne kondenzoval do molekulárnej formy.

„Mnoho otázok však zostáva nezodpovedaných,“ povedal Syed. „Dodatočné údaje, o ktorých dúfame, že nám poskytnú viac informácií o frakcii molekulárneho plynu, už čakajú na analýzu.“

Našťastie sa čoskoro uvedie do prevádzky niekoľko vesmírnych a pozemných observatórií s ďalekohľadmi vybavenými na štúdium týchto vlákien v budúcnosti. Tie obsahujú: Vesmírny teleskop Jamesa Webba (JWST) a rádiové prieskumy ako napr pole štvorcových kilometrov (SKA), čo by nám umožnilo vidieť najskoršie obdobie vesmíru („Kozmický úsvit„) a prvé hviezdy v našom vesmíre.

Tento článok bol pôvodne od . bol publikovaný vesmír dnes, čítať pôvodný článok,