De Melkweg is ons thuisstelsel, maar hoe goed kennen we het eigenlijk? Als onderdeel van een door NASA gefinancierd project heeft een team onder leiding van onderzoekers van de Villanova Universiteit een ongekend beeld gekregen van de centrale motor in het hart van onze Melkweg.
De nieuwe kaart van dit centrale gebied van de Melkweg, die vier jaar in beslag nam om te compileren, onthult de relatie tussen de magnetische velden in het hart van onze Melkweg en de koude stofstructuren die zich daar bevinden. Dit stof vormt de bouwstenen van sterren, planeten en uiteindelijk het leven zoals wij dat kennen. De centrale motor van de Melkweg drijft dit proces aan.
Dit betekent dat een duidelijker beeld van stof- en magnetische interacties leidt tot een beter begrip van de Melkweg en onze plaats daarin. De bevindingen van het team hebben ook implicaties buiten ons eigen sterrenstelsel, en bieden een kijkje in de manier waarop stof en magnetische velden op elkaar inwerken in de centrale motoren van andere sterrenstelsels.
Verwant: Hoe weten we hoe de Melkweg eruit ziet?
Begrijpen hoe sterren en sterrenstelsels zich vormen en evolueren is een essentieel onderdeel van het ontstaansverhaal van het leven, maar tot nu toe werd de interactie van stof en magnetische velden in dit proces enigszins over het hoofd gezien, vooral in ons eigen sterrenstelsel.
“Het centrum van de Melkweg en het grootste deel van de interstellaire ruimte is gevuld met veel stof, en dit is belangrijk voor de levenscyclus van onze Melkweg”, zegt David Chus, leider van het onderzoeksteam en hoogleraar natuurkunde aan de Villanova Universiteit. vertelde Space.com. com. ‘Waar we naar keken was het licht dat werd uitgestraald door deze koude stofkorrels die worden geproduceerd door zware elementen die in sterren worden gevormd en zich verspreiden wanneer die sterren sterven en exploderen.’
Een complex beeld van de magnetische velden van de Melkweg
In het hart van de Melkweg bevindt zich een gebied dat het centrale moleculaire gebied wordt genoemd en dat gevuld is met naar schatting 60 miljoen zonsmassa's aan stof. De temperatuur van dit enorme stofreservoir bedraagt ongeveer 432,7 graden Fahrenheit (minus 258,2 graden Celsius). Dit is slechts een paar graden boven het absolute nulpunt (minus 460 F), de hypothetische temperatuur waarbij alle atomaire beweging stopt.
Ook in het hart van de Melkweg bevindt zich een heter gas dat van zijn elektronen is ontdaan, of ‘geïoniseerd’, en bestaat als een toestand van materie die ‘plasma’ wordt genoemd.
“De radiogolfwaarnemingen van dit gebied bevatten deze prachtige verticale elementen die magnetische velden volgen in de hete, geïoniseerde plasmacomponent in het centrum van de Melkweg,” zei Chos. “We hebben geprobeerd de relatie tussen dit en de koudestofcomponent te achterhalen.
Het team wilde ook weten hoe dit koude stof zich verhoudt tot de magnetische velden in het hart van de Melkweg, wat ook zou onthullen hoe deze magnetische velden georiënteerd zijn. Deze trend wordt ‘polarisatie’ genoemd.
Chus en zijn collega's ontvingen financiering van NASA om dit stoffige centrale gebied te onderzoeken met behulp van het Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA), een telescoop die op 13.716 meter hoogte rond de aarde draait aan boord van een Boeing 747.
Het Far-Infrared CMZ Large Area Exploration (FIREPLACE)-project van het project creëerde een infraroodkaart die zich over negen vluchten ongeveer 500 lichtjaar uitstrekt over het centrum van de Melkweg.
Met behulp van metingen van de polarisatie van straling uitgezonden door stof dat overeenkomt met magnetische velden, heeft het team de complexe structuur van die magnetische velden zelf afgeleid. Dit werd vervolgens op een driekleurenkaart gelegd, waarop warm stof in roze en koele stofwolken in blauw te zien waren. De afbeelding toont ook filamenten die radiogolven uitzenden in het geel.
“Dit is een reis, geen bestemming, maar wat we ontdekten is dat dit een heel complex iets is. De richtingen van het magnetische veld variëren in de wolken in het centrum van de Melkweg”, legt Chos uit. “Dit is de eerste stap in het proberen te achterhalen hoe het veld dat we zien in radiogolven over deze grote georganiseerde filamenten zich verhoudt tot de rest van de dynamiek van het centrum van de Melkweg.”
Chus legde uit dat dit complexe beeld van magnetische velden iets was dat hij en het FIREPLACE-team verwachtten te zien met de nieuwe SOFIA-kaart; De waarnemingen kwamen overeen met kleinschalige infrarood- en radiowaarnemingen die eerder aan de kern van de Melkweg waren gedaan. Waar deze nieuwe kaart echter echt tot zijn recht komt, is de omvang ervan. Het was in staat om een aantal gebieden te onthullen die nog niet eerder in kaart waren gebracht. Ook de fijne details die erin zijn geweven, zijn verbluffend.
“Ik denk dat we nog veel werk te doen hebben om hier eindelijk tot conclusies te komen. Een van de dingen die volgens mij interessant zijn, is dat sommige velden in dezelfde richting lijken te lopen als de filamenten in de radiogolven”, Chuse zei: ‘Het komt overeen met de richting van het stof in de schijf.’ ‘Het is een raadselachtige indicatie dat het grootschalige veld in de schijf van onze Melkweg en het verticale veld dat we in het centrum van de Melkweg hebben waargenomen mogelijk verwant.”
Hij en zijn team zullen de SOFIA-gegevens de komende twee jaar blijven analyseren, en hij hoopt dat dit werk theoretici zal inspireren om met nieuwe modellen te komen om uit te leggen wat er in het hart van onze Melkweg gebeurt.
Een pre-printversie van de SOFIA-gegevens wordt gepubliceerd in de papieren repository arXiv.
“Subtiel charmante tv-maven. Unapologetische communicator. Onruststoker. Reiswetenschapper. Wannabe-denker. Muziekfanaat. Amateur-ontdekkingsreiziger.”