Astronomen ontdekken een van de grootste structuren die ooit in de melkweg zijn gezien

Ongeveer 13,8 miljard jaar geleden werd ons heelal geboren in een enorme explosie die aanleiding gaf tot de eerste subatomaire deeltjes en de wetten van de fysica zoals we die kennen.

Ongeveer 370.000 jaar later was waterstof gevormd, de bouwsteen van sterren, die waterstof en helium in hun binnenste samensmelten om alle zwaardere elementen te creëren. Hoewel waterstof het meest doordringende element in het heelal blijft, kan het moeilijk zijn om individuele wolken van waterstofgas in het interstellaire medium (ISM) te detecteren.

Doorsnede van het ‘Maggie’ filament.  (Gloeidraad)
(T. Müller/J. Syed/MPIA

Dit maakt het moeilijk om de vroege fasen van stervorming te onderzoeken, die aanwijzingen zouden kunnen bieden over de evolutie van sterrenstelsels en de kosmos.

Een internationaal team onder leiding van astronomen van het Max Planck Institute of Astronomy (MPIA) heeft onlangs een enorme gloeidraad van atomair waterstofgas opgemerkt in onze melkweg. Deze structuur, genaamd ‘ Maggie ‘, bevindt zich op ongeveer 55.000 lichtjaar afstand (aan de andere kant van de Melkweg) en is een van de langste structuren die ooit in onze melkweg zijn waargenomen.

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

Boven: het gedeelte van de Melkweg, zoals gemeten door ESA’s Gaia-satelliet (boven). Het vierkant markeert de locatie van het ‘Maggie’-filament en de afbeelding in valse kleuren van de atomaire waterstofverdeling (onder), de rode lijn geeft het ‘Maggie’-filament aan.

De studie die hun bevindingen beschrijft, die onlangs verscheen in het tijdschrift Astronomy & Astrophysics , werd geleid door Jonas Syed, een Ph.D. student aan de MPIA.

Hij werd vergezeld door onderzoekers van de Universiteit van Wenen, het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), het Max Planck Institute for Radio Astronomy (MPIFR), de University of Calgary, de Universität Heidelberg, het Center for Astrophysics and Planetary Science , het Argelander-Instituut voor Astronomie , het Indian Institute of Science en het Jet Propulsion Laboratory (JPL) van NASA.

Het onderzoek is gebaseerd op gegevens die zijn verkregen door de HI/OH/Recombination line survey of the Milky Way (THOR), een observatieprogramma dat is gebaseerd op de Karl G. Jansky Very Large Array(VLA) in New Mexico.

Met behulp van de centimetergolf-radioschotels van de VLA bestudeert dit project moleculaire wolkenvorming, de omzetting van atomair naar moleculair waterstof, het magnetische veld van de melkweg en andere vragen met betrekking tot ISM en stervorming.

Het uiteindelijke doel is om te bepalen hoe de twee meest voorkomende waterstofisotopen samenkomen om dichte wolken te creëren die opstijgen tot nieuwe sterren. De isotopen omvatten atomaire waterstof (H), bestaande uit één proton, één elektron en geen neutronen, en moleculaire waterstof (H2) – of Deuterium – is samengesteld uit één proton, één neutron en één elektron.

Alleen de laatste condenseert tot relatief compacte wolken die ijzige gebieden zullen ontwikkelen waar uiteindelijk nieuwe sterren verschijnen.

Het proces van hoe atomaire waterstof overgaat in moleculaire waterstof is nog grotendeels onbekend, wat deze buitengewoon lange gloeidraad tot een bijzonder opwindende vondst maakte.

Terwijl de grootste bekende wolken van moleculair gas doorgaans ongeveer 800 lichtjaar lang zijn, meet Maggie 3.900 lichtjaar lang en 130 lichtjaar breed. Zoals Syed in een recent MPIA- persbericht uitlegde :

“De locatie van dit filament heeft bijgedragen aan dit succes. We weten nog niet precies hoe het daar terecht is gekomen. Maar het filament strekt zich ongeveer 1600 lichtjaar uit onder het Melkwegvlak. Dankzij de waarnemingen konden we ook de snelheid van de waterstofgas bepalen. Hiermee konden we aantonen dat de snelheden langs de gloeidraad nauwelijks verschillen.”

De analyse van het team toonde aan dat materie in de gloeidraad een gemiddelde snelheid had van 54 km/s -1 , die ze voornamelijk bepaalden door deze te meten tegen de rotatie van de Melkwegschijf. Dit betekende dat straling met een golflengte van 21 cm (ook bekend als de ” waterstoflijn “) zichtbaar was tegen de kosmische achtergrond, waardoor de structuur waarneembaar was.

“Door de waarnemingen konden we ook de snelheid van het waterstofgas bepalen”, zegt Henrik Beuther, hoofd van THOR en co-auteur van het onderzoek. “Hierdoor konden we aantonen dat de snelheden langs het filament nauwelijks verschillen.”

Hieruit concludeerden de onderzoekers dat Maggie een coherente structuur is. Deze bevindingen bevestigden de waarnemingen die een jaar eerder waren gedaan door Juan D. Soler, een astrofysicus van de Universiteit van Wenen en co-auteur van het artikel.

Toen hij het filament observeerde, noemde hij het naar de langste rivier in zijn geboorteland Colombia: de Río Magdalena (Anglicized: Margaret, of “Maggie”). Hoewel Maggie herkenbaar was in Solers eerdere evaluatie van de THOR-gegevens, bewijst alleen de huidige studie zonder enige twijfel dat het een coherente structuur is.

Op basis van eerder gepubliceerde gegevens schat het team ook dat Maggie 8 procent moleculaire waterstof bevat per massafractie.

Bij nadere inspectie merkte het team op dat het gas op verschillende punten langs de gloeidraad samenkomt, waardoor ze concludeerden dat het waterstofgas zich op die locaties ophoopt in grote wolken. Ze speculeren verder dat atomair gas in die omgevingen geleidelijk zal condenseren tot een moleculaire vorm.

“Er blijven echter veel vragen onbeantwoord”, voegde Syed eraan toe. “Aanvullende gegevens, waarvan we hopen dat ze ons meer aanwijzingen zullen geven over de fractie moleculair gas, wachten al om te worden geanalyseerd.”

Gelukkig zullen binnenkort verschillende ruimte- en grondobservatoria operationeel worden, telescopen die zullen worden uitgerust om deze filamenten in de toekomst te bestuderen. Deze omvatten de James Webb Space Telescope (JWST) en radio-onderzoeken zoals de Square Kilometre Array (SKA), waarmee we de allereerste periode van het heelal (” Cosmic Dawn“) en de eerste sterren in ons heelal kunnen bekijken.

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd door Universe Today .

Geef een reactie

Scroll naar top
%d bloggers liken dit: