Et japansk teleskop har produsert vårt mest detaljerte radiobølgebilde ennå av Melkeveis galaksen. Over en treårsperiode observerte Nobeyama 45 meter teleskop Melkeveien i 1100 timer for å produsere kartet. Bildet er en del av et prosjekt som heter FUGIN (FOREST Unbiased Galactic plane Imaging survey med Nobeyama 45-m-teleskopet.) Den multi-institusjonelle forskningsgruppen bak FUGIN forklarte prosjektet i Publications of the Astronomical Society of Japan og på arXiv.
Nobeyama 45 meter teleskopet ligger ved Nobeyama Radio Observatory, nær Minamimaki, Japan. Teleskopet har vært i drift der siden 1982, og har gitt mange bidrag til millimeterbølge radioastronomi i livet. Dette kartet ble laget med den nye FOREST-mottakeren installert på teleskopet.
Når vi ser opp på Melkeveien, er en overflod av stjerner og gass og støv synlig. Men det er også mørke flekker, som ser ut som tomrom. Men de er ikke tomrom; de er kalde molekylære skyer som ikke avgir synlig lys. For å se hva som skjer i disse mørke skyene krever radioteleskoper som Nobeyama.
Nobeyama var det største millimeterbølget radioteleskopet i verden da det begynte å operere, og det har alltid hatt stor oppløsning. Men den nye FOREST-mottakeren har forbedret teleskopets romlige oppløsning ti ganger. Den økte kraften til den nye mottakeren gjorde det mulig for astronomer å lage dette nye kartet.
Det nye kartet dekker et område av nattehimmelen så bredt som 520 fulle måner. Detaljen på dette nye kartet vil tillate astronomer å studere både store og småskala strukturer i ny detalj. FUGIN vil gi nye data om store strukturer som spiralarmene - og til og med hele Melkeveien selv - ned til mindre strukturer som individuelle molekylære skykjerner.
FUGIN er et av arvsprosjektene for Nobeyama. Disse prosjektene er designet for å samle grunnleggende data for neste generasjons studier. For å samle inn disse dataene observerte FUGIN et område som dekket 130 kvadrat grader, som er over 80% av området mellom galaktiske breddegrader -1 og +1 grader og galaktiske lengdegrader fra 10 til 50 grader og fra 198 til 236 grader. I utgangspunktet prøvde kartet å dekke den første og tredje kvadranten i galaksen, for å fange spiralarmene, stangstrukturen og molekylærgassringen.
Målet med FUGIN er å undersøke fysiske egenskaper til diffus og tett molekylær gass i galaksen. Det gjør dette ved å samle data samtidig om tre karbondioksydisotoper: 2CO, 13CO og 18CO. Forskere var i stand til å studere fordelingen og bevegelsen av gassen, og også de fysiske egenskapene som temperatur og tetthet. Og studiet har allerede lønnet seg.
FUGIN har allerede avslørt ting som tidligere var skjult. De inkluderer sammenfiltrede filamenter som ikke var åpenbare i tidligere undersøkelser, så vel som felt- og detaljerte strukturer av molekylære skyer. Storskala kinematikk av molekylær gass som spiralarmer ble også observert.
Men hovedformålet er å skaffe et rikt datasett for fremtidig arbeid fra andre teleskoper. Disse inkluderer andre radioteleskoper som ALMA, men også teleskoper som opererer i den infrarøde og andre bølgelengder. Dette vil begynne når FUGIN-dataene er utgitt i juni 2018.
Millimeterbølgeradioastronomi er kraftig fordi den kan "se" ting i verdensrommet som andre teleskoper ikke kan. Det er spesielt nyttig for å studere de store, kalde gassskyene der stjerner dannes. Disse skyene er så kalde som -262C (-440F.) Ved temperaturer som lave, optiske omfang ikke kan se dem, med mindre en lys stjerne skinner bak dem.
Selv ved disse ekstremt lave temperaturene forekommer det kjemiske reaksjoner. Dette produserer molekyler som karbonmonoksid, som var et fokus i FUGIN-prosjektet, men også andre som formaldehyd, etylalkohol og metylalkohol. Disse molekylene avgir radiobølger i millimeterområdet, som radioteleskoper som Nobeyama kan oppdage.
FUGIN-prosjektets øverste formål er, ifølge teamet bak prosjektet, å "gi viktig informasjon om overgangen fra atomgass til molekylær gass, dannelse av molekylære skyer og tett gass, samhandling mellom stjernedannende regioner og interstellar gass, og så videre. Vi vil også undersøke variasjonen av fysiske egenskaper og indre strukturer av molekylære skyer i forskjellige miljøer, for eksempel arm / interarm og bar, og evolusjonsstadiet, for eksempel målt ved stjernedannende aktivitet. "
Dette nye kartet fra Nobeyama har mange løfter. Et rikt datasett som dette vil være en viktig del av det galaktiske puslespillet i årene som kommer. Detaljene som er avslørt på kartet, vil hjelpe astronomer til å tisse ut mer detaljer om strukturen til gassskyer, hvordan de samhandler med andre strukturer og hvordan stjerner dannes fra disse skyene.
