Астрономите откриха една от най-големите структури, виждани някога в Млечния път

Преди около 13,8 милиарда години нашата вселена се роди в гигантска експлозия, която доведе до първите субатомни частици и законите на физиката, каквито ги познаваме.

След около 370 000 години се образува водородът, основният градивен елемент на звездите, които сливат водород и хелий във вътрешността си, за да образуват всички по-тежки елементи. Докато водородът остава най-разпространеният елемент във Вселената, може да бъде трудно да се открият отделни облаци от водороден газ в междузвездната среда (ISM).

Това затруднява изследването на ранните етапи на образуване на звезди, което би дало улики за еволюцията на галактиките и Вселената.

Международен екип, ръководен от астрономи от Институт по астрономия Макс Планк (MPIA) наскоро забеляза наличието на огромни нишки от атомен водороден газ в нашата галактика. Тази структура, наречена „МагиТой се намира на около 55 000 светлинни години (от противоположната страна на Млечния път) и е една от най-високите структури, наблюдавани някога в нашата галактика.

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

Отгоре: Участъкът от Млечния път, измерен от спътника Gaia на Европейската космическа агенция (отгоре). Квадратът показва местоположението на нишката „Maggie“ и изображението с фалшив цвят на разпределението на атомния водород (отдолу), червената линия показва нишката „Maggie“.

Проучването, описващо техните открития, наскоро се появи в списанието Астрономия и астрофизика, водена от д-р Йонас Сеид. Студент в MPIA.

Към него се присъединиха изследователи от Виенския университет Център по астрофизика Харвард-Смитсониан (CfA), и Институт Макс Планк за радиоастрономия (MPIFR), Университет на Калгари, Университет на Хайделберг, Център за астрофизика и планетарни науки, на Аргеландер – Институт по астрономияи Индийския научен институт и Лабораторията за реактивно движение на НАСА (JPL).

Изследването се основава на получените данни HI/OH/Проучване на рекомбинационната линия на Млечния път (THOR), софтуер за наблюдение, базиран на Изключително голяма колекция на Karl G. Jansky (VLA) в Ню Мексико.

Използвайки радиоантените на VLA със сантиметрови вълни, този проект изучава образуването на молекулярни облаци, превръщането на атомите в молекулен водород, магнитното поле на галактиката и други въпроси, свързани с ISM и образуването на звезди.

Крайната цел е да се определи как двата най-често срещани изотопа на водорода се сливат, за да образуват плътни облаци, които се издигат до нови звезди. Изотопите включват атомен водород (H), който се състои от един протон, един електрон и без неутрони, и молекулен водород (H2) – или деутерий – състоящ се от един протон, един неутрон и един електрон.

Последните се кондензират само в сравнително компактни облаци, които ще развият мразовити региони, където в крайна сметка се появяват нови звезди.

Процесът на прехода на атомния водород към молекулен водород все още е до голяма степен неизвестен, което направи тази изключително дълга нишка особено вълнуващо откритие.

Докато най-големите известни облаци от молекулен газ са дълги около 800 светлинни години, Маги е дълъг 3900 светлинни години и широк 130 светлинни години. Както Сайед обясни в скорошно MPIA прессъобщение:

„Местоположението на тази нишка допринесе за този успех. Все още не знаем точно как е попаднала там. Но нишката се простира на около 1600 светлинни години под равнината на Млечния път. Наблюденията също ни позволиха да определим скоростта на газообразен водород. Това ни позволи да покажем, че скоростите при Дължината на нишката почти не варират.“

Анализът на екипа показа, че материалът в нишката има средна скорост от 54 km/s^-1, което те основно определят чрез измерване спрямо въртенето на диска на Млечния път. Това означава, че радиацията има дължина на вълната 21 cm (известна още като „водородна линия”) се виждаше на фона на космоса, което прави структурата разпознаваема.

„Наблюденията също ни позволиха да определим скоростта на водородния газ“, каза Хенрик Ботер, президент на THOR и съавтор на изследването. „Това ни позволи да покажем, че скоростите покрай нишката почти не се различават.“

От това изследователите заключиха, че Маги е кохерентна структура. Тези резултати потвърдиха наблюденията, направени преди година от Хуан де Солер, астрофизик от Виенския университет и съавтор на статията.

Когато забеляза нишката, той я нарече най-дългата река в родната му Колумбия: Рио Магдалена (на английски: Маргарет или „Маги“). Макар че Маги можеше да бъде идентифицирана в предишната оценка на Солер за данните от THOR, само настоящото проучване показа извън разумно съмнение, че това е съгласувана структура.

Въз основа на публикувани по-рано данни, екипът също така изчисли, че Magee съдържа 8 процента молекулен водород по маса.

При по-внимателно изследване екипът забеляза, че газът се събира в различни точки по нажежаемата жичка, което ги кара да заключат, че водородният газ се натрупва в големи облаци на тези места. Те също така прогнозираха, че атомният газ постепенно ще кондензира в молекулярна форма в тези среди.

„Много въпроси обаче остават без отговор“, добави Сайед. „Допълнителните данни, които се надяваме да ни дадат повече улики за фракцията на молекулярния газ, вече чакат да бъдат анализирани.“

За щастие скоро ще заработят няколко космически и наземни обсерватории, както и телескопи, които ще бъдат оборудвани за изследване на тези нишки в бъдеще. Те включват Космически телескоп Джеймс Уеб (JWST) и радиоанкети като напр квадратен километър масив (SKA), което ще ни позволи да видим най-ранния период на Вселената („космическа зора”) и първите звезди в нашия свят.

Тази статия първоначално е публикувана от вселената днес. Прочетете оригинална статия.