Maždaug prieš 13,8 milijardo metų mūsų visata gimė per milžinišką sprogimą, dėl kurio atsirado pirmosios subatominės dalelės ir mums žinomi fizikos dėsniai. Po maždaug 370 000 metų susiformavo vandenilis, pagrindinis žvaigždžių statybinis blokas, kurio viduje vandenilis ir helis susilieja, kad susidarytų visi sunkesni elementai. Nors vandenilis išlieka labiausiai paplitęs elementas visatoje, tarpžvaigždinėje terpėje (ISM) gali būti sunku aptikti atskirus vandenilio dujų debesis.

Dėl to sunku tirti ankstyvąsias žvaigždžių formavimosi stadijas, kurios leistų suprasti galaktikų ir visatos evoliuciją. Tarptautinė komanda, vadovaujama astronomų iš Maxo Plancko astronomijos institutas (MPIA) neseniai pastebėjo, kad mūsų galaktikoje yra didžiulių atominių vandenilio dujų gijų. Ši struktūra, vadinama „Maggie“, yra maždaug už 55 000 šviesmečių (kitoje paukščių takas) ir yra viena aukščiausių struktūrų, kada nors pastebėtų mūsų galaktikoje.

Tyrimas, aprašantis jų išvadas, neseniai pasirodė žurnale Astronomija ir astrofizikaIr Vadovavo mokslų daktaras Jonas Seidas. MPIA studentas. Prie jo prisijungė mokslininkai iš Vienos universiteto Harvardo-Smithsono astrofizikos centras (CfA), Maxo Plancko radijo astronomijos institutas (MPIFR), Kalgario universitetas, Heidelbergo universitetas, Astrofizikos ir planetų mokslų centras, Argelander – Astronomijos institutasIndijos mokslo institutas ir NASAReaktyvinio judėjimo laboratorija (JPL)Reaktyvinio judėjimo laboratorija).

Tyrimas pagrįstas gautais duomenimis Paukščių tako HI/OH/rekombinacinės linijos tyrimas (THOR), stebėjimo programinė įranga, pagrįsta Itin didelė Karlo G. Janskio kolekcija (VLA) Naujojoje Meksikoje. Naudojant VLA centimetrinių bangų radijo lėkštes, šis projektas tiria molekulinių debesų susidarymą, atomų virsmą molekuliniu vandeniliu, galaktikos magnetinį lauką ir kitus klausimus, susijusius su ISM ir žvaigždžių formavimu.

Galutinis tikslas yra nustatyti, kaip du labiausiai paplitę vandenilio izotopai susilieja, sudarydami tankius debesis, kurie kyla į naujas žvaigždes. Izotopai apima atominį vandenilį (H), susidedantį iš vieno protono, vieno elektrono ir be neutronų, ir molekulinį vandenilį (H).₂) susideda iš dviejų vandenilio atomų, laikomų kartu kovalentine jungtimi. Pastarieji tik kondensuojasi į santykinai kompaktiškus debesis, kurie sukurs šaltus regionus, kuriuose galiausiai pasirodys naujos žvaigždės.

Šiame paveikslėlyje parodyta Paukščių Tako šoninio vaizdo dalis, išmatuota pagal Europos kosmoso agentūros palydovą Gaia. Tamsioji juosta susideda iš dujų ir dulkių, kurios užgesina susiliejusių žvaigždžių šviesą. Paukščių tako galaktikos centras nurodytas vaizdo dešinėje ir ryškiai šviečia žemiau tamsiosios srities. Centro kairėje esantis langelis nurodo „Maggie“ gijų vietą. Rodo atominio vandenilio pasiskirstymą. Spalvos rodo skirtingą dujų greitį. Kreditas: ESA / Gaia / DPAC, CC BY-SA 3.0 IGO & T. Müller / J. Syd / MPIA

Atominio vandenilio perėjimo į molekulinį vandenilį procesas vis dar iš esmės nežinomas, todėl šis itin ilgas siūlas tapo ypač įdomiu atradimu. Nors didžiausi žinomi molekulinių dujų debesys yra maždaug 800 šviesmečių ilgio, Magi yra 3900 šviesmečių ilgio ir 130 šviesmečių pločio. Kaip Syedas paaiškino neseniai paskelbtame MPIA pranešimas spaudai:

“Ši tema prisidėjo prie šios sėkmės. Mes dar tiksliai nežinome, kaip tu ten atsidūrei. Tačiau styga tęsiasi apie 1600 šviesmečių žemiau Paukščių Tako plokštumos. Stebėjimai taip pat leido mums nustatyti vandenilio dujų greitį. Tai leido mums parodyti, kad greičiai išilgai saugiklio beveik nesiskiria.“

Grupės analizė parodė, kad medžiagos, esančios siūlelyje, vidutinis greitis yra 54 km/s^-1, kurį jie pirmiausia nustatė matuodami pagal Paukščių Tako disko sukimąsi. Tai reiškia, kad spinduliuotės bangos ilgis yra 21 cm (dar žinomas kaip „vandenilio linijaJis buvo matomas kosminiame fone, todėl struktūra buvo atpažįstama. „Stebėjimai taip pat leido mums nustatyti vandenilio dujų greitį“, – sakė Henrikas Beutheris, THOR prezidentas ir tyrimo bendraautoris. „Tai leido mums parodyti, kad greičiai išilgai siūlas beveik nesiskiria.

Šis klaidingų spalvų vaizdas rodo atominio vandenilio pasiskirstymą, išmatuotą esant 21 cm bangos ilgiui. Raudona punktyrinė linija žymi „Maggie“ laidus. kreditas: c. Meistras / MPIA

Iš to mokslininkai padarė išvadą, kad Maggi yra darni struktūra. Šie rezultatai patvirtino Vienos universiteto astrofiziko ir šio straipsnio bendraautorio Juano de Solerio prieš metus atliktus stebėjimus. Pastebėjęs siūlą, jis pavadino ją ilgiausia upe savo gimtojoje Kolumbijoje: Río Magdalena (angl. Margaret arba „Maggie“). Nors Maggie buvo galima identifikuoti ankstesniame Solerio THOR duomenų vertinime, tik dabartinis tyrimas neabejotinai parodė, kad tai yra nuosekli struktūra.

Remdamasi anksčiau paskelbtais duomenimis, komanda taip pat apskaičiavo, kad Maggi masės dalis sudaro 8% molekulinio vandenilio. Atidžiau išnagrinėjusi komanda pastebėjo, kad dujos susiliejo įvairiuose siūlelio taškuose, todėl jie padarė išvadą, kad tose vietose vandenilio dujos kaupiasi dideliuose debesyse. Jie taip pat numatė, kad tose aplinkose atominės dujos palaipsniui kondensuos į molekulinę formą.

„Tačiau daugelis klausimų lieka neatsakyti“, – pridūrė Syedas. „Papildomi duomenys, kurie, tikimės, suteiks mums daugiau užuominų apie molekulinę dujų frakciją, jau laukia, kol bus išanalizuoti. Laimei, netrukus pradės veikti kelios kosminės ir antžeminės observatorijos bei teleskopai, kurie bus įrengti šių siūlų tyrimui ateityje. Jie apima James Webb kosminis teleskopas (JWST) ir radijo apklausos, pvz kvadratinių kilometrų masyvas (SKA), kuri leis mums pamatyti ankstyviausią visatos laikotarpį („kosminė aušra“) ir pirmosios žvaigždės mūsų pasaulyje.

Iš pradžių paskelbta visata šiandien.

Norėdami gauti daugiau informacijos apie šį tyrimą, žr Paukščių Take buvo aptikta didžiulė gijų struktūra – 3900 šviesmečių ilgio.

Nuoroda: „Maggie filaments“: milžiniško atominio debesies fizinės savybės“, J. Syedas, JD Soleris, H. Beutheris, Y. Wangas, S. Suri, JD Henshaw, M. Riener, S. Bialy, S. Rezaei Kh. ., JM Stil, PF Goldsmith, MR Rugel, SCO Glover, RS Klessen, J. Kerp, JS Urquhart, J. Ott, N. Roy, N. Schneider, RJ Smith, SN Longmore ir H. Linz, 2021 m. gruodžio 20 d. Galima čia. Astronomija ir astrofizika.
DOI: 10.1051 / 0004-6361 / 202141265