Поєднання двох телескопів дозволяє краще відстежувати атомарний та молекулярний газ у Чумацькому Шляху

Два потужні телескопи у рамках проєкту GLOSTAR створюють найдокладніші радіокарти Північної галактичної площини.

Про це розповідають в Інституті радіоастрономії Макса Планка (MPIfR).

Проєкт "Глобальний погляд на зореутворення в Чумацькому Шляху" (GLOSTAR) надає найчутливіші на сьогодні карти радіовипромінювання великих ділянок Північної галактичної площини, отримані за допомогою Дуже великого масиву Карла Г. Янського (VLA) у Нью-Мексико у двох різних конфігураціях та 100-метрового радіотелескопа Еффельсберга MPIfR. Разючий набір нових даних зараз використовується для вивчення міжзоряного середовища в Чумацькому Шляху, а також масивних зірок у періоди їх зародження та смерті.

Незабаром після 50-річчя радіотелескопа Еффельсберга, серія із 4 статей на основі даних GLOSTAR тепер опублікована в журналі "Astronomy & Astrophysics":

• Огляд та перші результати для діапазону галактичної довготи 28° < l < 36°;
• Залишки наднових у першому квадранті Чумацького Шляху;
• Дослідження метанолового мазера на частоті 6,7 ГГц у Cygnus X;
• Виявлення в радіоконтинуумі молодих зоряних об′єктів у районі Галактичного центру.

Хоча такий інтерферометр, як VLA, може створювати дуже чіткі зображення неба, великомасштабне випромінювання часто втрачається. Однак дифузне радіовипромінювання можна відновити, додавши дані 100-метрового телескопа Еффельсберга, як показано на зображенні вище.

"Це наочно демонструє, що телескоп Еффельсберга все ще дуже важливий, навіть після 50 років експлуатації", - говорить Андреас Брунталер, провідний автор першої статті, у якій дається огляд опитування та описуються складні залучені методи скорочення даних. Щоб скласти карту повних 145 квадратних градусів опитування, команді довелося поєднати менші зображення з майже 50 000 різних позицій. "Нам знадобилося близько 700 годин спостереження за допомогою VLA, що згенерувало майже 40 Терабайтів необроблених даних", - пояснює Серджо Дзіб, який керував зусиллями з калібрування даних VLA.

Поки частина опитування від Еффельсберга триває, дані опитування вже використовуються для нових та захопливих наукових цілей.

Попередні опитування виявили лише близько 30% очікуваної кількості залишків наднових у Чумацькому Шляху. Завдяки безпрецедентній чутливості опитування GLOSTAR вдалося знайти 80 нових кандидатів лише в даних VLA, подвоївши кількість у спостережуваній області. З додаванням даних Еффельсберга ця кількість, як очікується, зросте. "Це важливий крок до розв′язання давньої таємниці зниклих залишків наднових", - пояснює Рохіт Докара, докторант MPIfR та провідний автор другої статті.

Завдяки захопливим результатам наземних та космічних досліджень у субміліметровому та дальньому інфрачервоному діапазонах довжин хвиль, масивні та холодні згустки пилу, з яких утворюються масивні скупчення, тепер виявлені по всій галактиці. На доповнення до цих досліджень, опитування GLOSTAR надає дуже потужні та вичерпні зображення як іонізованих, так і молекулярних індикаторів зореутворення у галактичній площині.

Огляд також охоплює близько розташований комплекс із зореутворенням Cygnus X. Тут були виявлені нові джерела з мазерним випромінюванням метанолу на частоті 6,7 ГГц. "Лінія 6,7 ГГц від метанолу знаходиться виключно в регіонах, де утворюються дуже масивні зірки з масами, щонайменше 8 сонячних", - говорить Карл Ментен, директор MPIfR, ініціатор GLOSTAR. Він виявив цей метаноловий мазер, другу за потужністю спектральну лінію радіохвиль, вперше у внутрішньо зоряному середовищі рівно 30 років тому. Хоча всі метанолові мазери в комплексі Cygnus X пов′язані з емісією пилу, менше половини джерел також виявлені в радіоконтинуумі.

"Ці мазери є дороговказами на зорі на дуже ранній стадії еволюції, ще до того, як можна виявити радіовипромінювання", - пояснює Гізела Ортіс-Леон з MPIfR, яка очолює дослідження регіону Cygnus X. Визначення справжніх масивних "прото"-зірок вже давно було метою досліджень зореутворень.

У той час, як оптичне світло сильно поглинається міжзоряним пилом, радіохвилі дозволяють зазирнути в найбільш центральні області Чумацького Шляху. Пошук на новій карті континууму, який спостерігається з VLA у напрямку до Галактичного центру, щодо радіовипромінювання, пов’язаного з потенційними молодими зоряними об’єктами з нещодавно опублікованого каталогу, дозволяє краще зрозуміти їх стадію еволюції.

"Хоча ми виявляємо радіовипромінювання для великої кількості з них, у багатьох об′єктів відсутні радіопари та пилова емісія, що дає можливість припустити, що вони більш розвинені та вже розігнали свої натальні хмари", - повідомляє Ганс Нгуєн, інший докторант MPIfR, який веде дослідження цих молодих зоряних об’єктів. Пов’язані радіоджерела дають змогу отримати додаткові відомості про швидкість зореутворення у Галактичному центрі.

Каталогізування великої кількості джерел також є складним завданням. Очікувана кількість джерел на повних зображеннях GLOSTAR становить кілька десятків тисяч джерел різної природи. "На кожен квадратний градус існує майже 100 джерел, і ми використовуємо всю доступну інформацію, щоб їх класифікувати", - пояснює Сак Медіна, співавтор чотирьох статей та колишній аспірант MPIfR, який очолив роботу над першим каталогом джерел та в цей час готує каталог повних D-конфігураційних зображень GLOSTAR.

Із самого початку MPIfR провів багато обширних досліджень радіонеба, більшість з яких на більших довжинах хвиль. Опитування GLOSTAR – це перше опитування в режимі 4-8 ГГц, яке може конкурувати з космічними інфрачервоними дослідженнями за просторовими масштабами та динамічними діапазонами, і, отже, надасть унікальний набір даних з істинною цінністю спадщини для глобального погляду на зореутворення у нашій галактиці.

Радіотелескопи, що використовуються для спостережень у рамках проєкту GLOSTAR: 100-метровий телескоп Еффельсберга (ліворуч) та 10 антен Дуже великого масиву Карла Г. Янського (праворуч). © Norbert Tacken/MPIfR (Effelsberg telescope); NRAO/AUI/NSF (Very Large Array).

GLOSTAR, Глобальний погляд на зореутворення в Чумацькому Шляху, використовує широкосмугові (4-8 ГГц) приймачі C-діапазону на VLA та 100-метровий радіотелескоп Еффельсберга для проведення об′єктивного опитування з метою отримання характеристик областей зореутворення в Чумацькому Шляху. Це опитування середньої площини галактики дозволяє виявити контрольні індикатори ранніх фаз утворення зірок із великою масою: компактні, ультра- та гіперкомпактні області HII, а також метанолові (CH3OH) мазери на частоті 6,7 ГГц, за якими простежуються деякі з найбільш ранніх еволюційних стадій утворення зірок великої маси та можуть бути використані для визначення точного положення дуже молодих зоряних об′єктів, багато з яких все ще глибоко вбудовані у свій натальний матеріал. Центр спостережень знаходиться на частоті 5,8 ГГц, а також охоплює емісію формальдегіду (H2CO) на 4,8 ГГц та декількох ліній радіорекомбінації (RRL), що вчені збираються представити у наступних публікаціях. Спостереження GLOSTAR проводилися за допомогою B- та D-конфігурацій VLA та 100-метрового телескопа Еффельсберга для великомасштабної структури.

! Читайте ще цікаві новини про космос на сайті, або слідкуйте за ними на Facebook.