Paras 3D -kartta Linnunradan keskipisteestä

Kaksi tähtitieteilijäryhmää on käyttänyt ESO-teleskooppien tietoja luodakseen parhaan kolmiulotteisen kartan Linnunradan keskiosista. He ovat havainneet, että sisäalueet saavat maapähkinämaisen tai X-muotoisen ulkonäön joistakin kulmista. Tämä outo muoto kartoitettiin käyttämällä ESO: n VISTA -mittakaukoputken julkisia tietoja sekä mittauksia satojen erittäin heikkojen tähtien liikkeistä keskipisteessä.

Tämän taiteilijan vaikutelma osoittaa, miltä Linnunradan galaksi näyttäisi miltei reunasta katsottuna ja aivan eri näkökulmasta kuin mitä saamme Maasta. Keskeinen pullistuma näkyy maapähkinän muotoisena hehkuvana tähtipallona ja kierrevarret ja niihin liittyvät pölypilvet muodostavat kapean nauhan. Luotto: ESO/NASA/JPL-Caltech/M. Kornmesser/R. Satuttaa

Yksi galaksin tärkeimmistä ja massiivisimmista osista on galaktinen pullistuma. Tämä valtava keskipilvi, jossa on noin 10 000 miljoonaa tähteä, ulottuu tuhansien valovuoden ajan, mutta sen rakennetta ja alkuperää ei ymmärretty hyvin.

Valitettavasti galaktisen levyn sisäpuolelta katsottuna tämän keskialueen näkymä-noin 27 000 valovuoden etäisyydellä-on voimakkaasti peitetty tiheillä kaasu- ja pölypilvillä. Tähtitieteilijät voivat saada hyvän kuvan pullistumasta vain tarkkailemalla pidempää aallonpituista valoa, kuten infrapunasäteilyä, joka voi tunkeutua pölypilviin.

Aiemmat 2MASS-infrapunatutkimuksen havainnot olivat jo vihjanneet, että pullistumalla oli salaperäinen X-muotoinen rakenne. Nyt kaksi tutkijaryhmää on käyttänyt uusia havaintoja useista ESO: n teleskoopeista saadakseen selkeämmän kuvan pullistuman rakenteesta.

Galaktinen keskus ja pullistuma ESO: n 3,6 metrin teleskoopin yläpuolella

Ensimmäinen ryhmä, Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics (MPE) Garchingista, Saksasta, käytti VVV-lähi-infrapunatutkimusta [1] VISTA-teleskoopista ESO: n Paranal Observatory -keskuksessa Chilessä (eso1101, eso1128, eso1141, eso1242, eso1309 ). Tämä uusi julkinen kysely voi saada tähtiä kolmekymmentä kertaa heikompia kuin aiemmat pullistumatutkimukset. Ryhmä tunnisti yhteensä 22 miljoonaa tähteä, jotka kuuluvat punaisten jättiläisten luokkaan, joiden tunnetut ominaisuudet mahdollistavat etäisyyksien laskemisen [2].

'VISTA -tähtiluettelon syvyys ylittää selvästi aiemmat työt ja voimme havaita näiden tähtien koko populaation kaikilla muilla paitsi erittäin hämärillä alueilla', selittää Christopher Wegg (MPE), joka on ensimmäisen tutkimuksen pääkirjailija. 'Tästä tähtijakaumasta voimme sitten tehdä kolmiulotteisen kartan galaktisesta pullistumasta. Tämä on ensimmäinen kerta, kun tällainen kartta on tehty ilman oletusta pullistuman muodolle.'

'Huomasimme, että galaksimme sisäalueella on sivussa maapähkinän muoto ja ylhäältä erittäin pitkänomainen tanko', lisää ensimmäisen paperin tekijä ja Dynamics -ryhmän johtaja Ortwin Gerhard. MPE [3]. 'Tämä on ensimmäinen kerta, kun näemme tämän selkeästi omassa Linnunradassamme, ja ryhmämme ja muiden simulaatiot osoittavat, että tämä muoto on ominaista estetylle galaksille, joka alkoi puhtaana tähtikiekkona.'

Toinen kansainvälinen tiimi, jota johti Chilen tohtorikoulutettava Sergio Vásquez (Pontificia Universidad Católica de Chile, Santiago, Chile ja ESO, Santiago, Chile), otti erilaisen lähestymistavan pullistuman rakenteen määrittämiseen. Vertaamalla 11 vuoden välein otettuja kuvia MPG/ESO 2,2 metrin teleskoopilla he voisivat mitata pieniä siirtymiä, jotka johtuvat pullistuneiden tähtien liikkeistä taivaalla. Nämä yhdistettiin samojen tähtien liikkeiden mittaamiseen kohti tai poispäin Maasta kartoittaakseen yli 400 tähden liikkeet kolmiulotteisesti [4].

Tämä yksityiskohtainen huomautuksellinen taiteilijan vaikutelma osoittaa Linnunradan rakenteen, mukaan lukien spiraalivarsien sijainti ja muut osat, kuten pullistuma. Tämä kuvan versio on päivitetty siten, että se sisältää viimeisimmän keskipisteen muodon kartoituksen, joka on saatu ESO: n VISTA -teleskoopin Paranal -observatorion tutkimustiedoista. Luotto: NASA/JPL-Caltech/ESO/R. Satuttaa

'Tämä on ensimmäinen kerta, kun suuret nopeudet kolmessa ulottuvuudessa yksittäisille tähdille pullistuman molemmilta puolilta', Vásquez päättää. ”Havaitsemamme tähdet näyttävät virtaavan X-muotoisen pullistuman käsivarsia pitkin, kun niiden kiertorata vie ne ylös ja alas Linnunradan tasosta. Kaikki tämä sopii hyvin yhteen huippumallien ennusteiden kanssa! ”

Tähtitieteilijät ajattelevat, että Linnunrata oli alun perin puhdas tähtikiekko, joka muodosti litteän palkin miljardeja vuosia sitten [5]. Tämän sisäosa osui sitten muodostamaan kolmiulotteisen maapähkinän muodon, joka näkyy uusissa havainnoissa.

Huomautuksia
[1] VVV tarkoittaa VISTA -muuttujia Via Lactea Survey -tutkimuksessa. Tämä on yksi kuudesta suuresta tutkimuksesta, jotka VISTA -teleskooppi tekee. VVV -kyselyn tiedot saatetaan julkisesti kansainvälisen tiedeyhteisön saataville ESO Science Archive Facilityn kautta, joka mahdollisti tutkimuksen MPE: ssä.

[2] Tähän tutkimukseen valittiin punaisia ​​kohoavia jättimäisiä tähtiä, koska niitä voidaan käyttää tavanomaisina kynttilöinä: jättitähtien elinkaaren tässä vaiheessa niiden kirkkaus on suunnilleen riippumaton niiden iästä tai koostumuksesta. Tähtiä peittävän kaasun ja pölyn määrä lasketaan suoraan punaisten paakkuisten tähtien havaituista väreistä, jotta niiden kirkkauden jakautuminen ilman hämärtymistä voidaan mitata. Koska punaisilla paakkuisilla tähdillä on lähes sama sisäinen kirkkaus, tämä antaa likimääräiset etäisyydet kullekin tähdelle. VVV-mittauksen hyvä alueellinen kattavuus mahdollisti mittaukset koko Linnunradan sisäalueella, ja niistä rakennettiin pullistuman rakenteen kolmiulotteinen mittaus.

[3] Samanlaisia ​​maapähkinärakenteita on havaittu muiden galaksien pullistumissa, ja niiden muodostuminen on ennustettu tietokonesimulaatioista, jotka osoittavat, että maapähkinämuoto muodostuu tähdistä kiertoradalla, jotka muodostavat X-muotoisen rakenteen.

[4] Näiden säteittäisten nopeuksien havainnot tehtiin käyttämällä ESAMin erittäin suuren teleskoopin FLAMES-GIRAFFE-spektrografia ja Las Campanasin observatorion IMACS-spektrografia.

[5] Monilla galakseilla, mukaan lukien Linnunrata, on pitkät, kapeat piirteet keskialueillaan, joita kutsutaan palkeiksi.

KauttaETTÄ