Ett japanskt teleskop har producerat vår mest detaljerade radiovågbild ännu av Vintergalaxen. Under en treårsperiod observerade Nobeyama 45 meter teleskopet Vintergatan i 1100 timmar för att producera kartan. Bilden är en del av ett projekt som heter FUGIN (FOREST Unbiased Galactic plan Imaging survey med Nobeyama 45-m-teleskopet.) Den multin institutionella forskningsgruppen bakom FUGIN förklarade projektet i Publications of the Astronomical Society of Japan och på arXiv.
Nobeyama 45-teleskopet ligger vid Nobeyama Radio Observatory, nära Minamimaki, Japan. Teleskopet har varit i drift där sedan 1982 och har gett många bidrag till millimetervågradiostronomi i sitt liv. Denna karta gjordes med den nya FOREST-mottagaren installerad på teleskopet.
När vi tittar upp på Vintergatan syns ett överflöd av stjärnor och gas och damm. Men det finns också mörka fläckar, som ser ut som tomrum. Men de är inte tomrum; det är kalla molnmolekyler som inte avger synligt ljus. För att se vad som händer i dessa mörka moln krävs radioteleskop som Nobeyama.
Nobeyama var världens största millimetervågradioteleskop när det började drift och det har alltid haft stor upplösning. Men den nya FOREST-mottagaren har förbättrat teleskopets rumsupplösning tiofaldigt. Den ökade kraften hos den nya mottagaren gjorde det möjligt för astronomer att skapa denna nya karta.
Den nya kartan täcker natthimlen så bred som 520 månar. Detaljen på denna nya karta gör det möjligt för astronomer att studera både storskaliga och småskaliga strukturer i ny detalj. FUGIN kommer att tillhandahålla ny information om stora strukturer som spiralarmarna - och till och med hela Vintergatan själv - till mindre strukturer som enskilda molekylära molnkärnor.
FUGIN är ett av arvsprojekten för Nobeyama. Dessa projekt är utformade för att samla grundläggande data för nästa generations studier. För att samla in dessa uppgifter observerade FUGIN ett område som täckte 130 kvadratgrader, vilket är över 80% av området mellan galaktiska breddegrader -1 och +1 grader och galaktiska longitud från 10 till 50 grader och från 198 till 236 grader. I grund och botten försökte kartan täcka den första och tredje kvadranten i galaxen, för att fånga spiralarmarna, stångstrukturen och den molekylära gasringen.
Syftet med FUGIN är att undersöka fysiska egenskaper hos diffus och tät molekylgas i galaxen. Det gör detta genom att samtidigt samla in data om tre koldioxidisotoper: 2CO, 13CO och 18CO. Forskare kunde studera gasens distribution och rörelse, och även de fysiska egenskaperna som temperatur och densitet. Och studierna har redan lönat sig.
FUGIN har redan avslöjat saker som tidigare döljts. De inkluderar intrasslade filament som inte var uppenbara i tidigare undersökningar, såväl som fält- och detaljerade strukturer av molekylära moln. Storskalig kinematik av molekylgas som spiralarmar observerades också.
Men huvudsyftet är att tillhandahålla en rik datauppsättning för framtida arbete med andra teleskoper. Dessa inkluderar andra radioteleskoper som ALMA, men också teleskoper som arbetar i infraröda och andra våglängder. Detta kommer att börja när FUGIN-uppgifterna släpps i juni 2018.
Millimetervågradioastronomi är kraftfull eftersom den kan "se" saker i rymden som andra teleskop inte kan. Det är särskilt användbart för att studera de stora, kalla gasmoln där stjärnor bildas. Dessa moln är så kalla som -262C (-440F.) Vid temperaturer som låga, kan optiska omfång inte se dem, såvida inte en ljus stjärna lyser bakom dem.
Även vid dessa extremt låga temperaturer förekommer kemiska reaktioner. Detta producerar molekyler som kolmonoxid, som var ett fokus i FUGIN-projektet, men också andra som formaldehyd, etylalkohol och metylalkohol. Dessa molekyler avger radiovågor i millimeterområdet, som radioteleskop som Nobeyama kan upptäcka.
Det främsta syftet med FUGIN-projektet, enligt teamet bakom projektet, är att "tillhandahålla avgörande information om övergången från atomgas till molekylär gas, bildning av molekylära moln och tät gas, interaktion mellan stjärnbildande regioner och interstellar gas, och så vidare. Vi kommer också att undersöka variationen i fysiska egenskaper och inre strukturer hos molekylära moln i olika miljöer, såsom arm / interarm och bar, och evolutionsstadiet, till exempel, mätt med stjärnbildande aktivitet. ”
Denna nya karta från Nobeyama har mycket löfte. En rik datamängd som denna kommer att vara en viktig del av det galaktiska pusslet under många år framöver. Detaljerna som visas på kartan hjälper astronomer att reta mer detaljerat på gasmolnens strukturer, hur de interagerar med andra strukturer och hur stjärnor bildas från dessa moln.
