Ένα ιαπωνικό τηλεσκόπιο παρήγαγε την πιο λεπτομερή εικόνα ραδιοκυμάτων για τον γαλαξία μας. Σε ένα χρονικό διάστημα 3 ετών, το τηλεσκόπιο Nobeyama 45 μέτρων παρατήρησε τον Γαλαξία για 1100 ώρες για την παραγωγή του χάρτη. Η εικόνα είναι μέρος ενός έργου που ονομάζεται FUGIN (Έρευνα απεικόνισης αεροπλάνου Γαλαξιακού αεροπλάνου FOREST με το τηλεσκόπιο Nobeyama 45 μέτρων.) Η πολυ-θεσμική ερευνητική ομάδα πίσω από το FUGIN εξήγησε το έργο στις Εκδόσεις της Αστρονομικής Εταιρείας της Ιαπωνίας και στο arXiv.
Το τηλεσκόπιο Nobeyama 45 μέτρων βρίσκεται στο Παρατηρητήριο Ραδιοφώνου Nobeyama, κοντά στο Minamimaki της Ιαπωνίας. Το τηλεσκόπιο λειτουργεί εκεί από το 1982 και έχει συμβάλει στη ζωή του στη ραδιοαστρονομία των χιλιοστών. Αυτός ο χάρτης δημιουργήθηκε χρησιμοποιώντας τον νέο δέκτη FOREST που είναι εγκατεστημένος στο τηλεσκόπιο.
Όταν κοιτάζουμε τον Γαλαξία μας, φαίνεται μια αφθονία αστεριών και αερίου και σκόνης. Υπάρχουν όμως και σκοτεινά σημεία που μοιάζουν με κενά. Αλλά δεν είναι κενά. είναι κρύα σύννεφα μοριακού αερίου που δεν εκπέμπουν ορατό φως. Για να δείτε τι συμβαίνει σε αυτά τα σκοτεινά σύννεφα απαιτείται ραδιοτηλεσκόπια όπως το Nobeyama.
Το Nobeyama ήταν το μεγαλύτερο ραδιοτηλεσκόπιο κύματος χιλιοστών στον κόσμο όταν άρχισε να λειτουργεί και είχε πάντα εξαιρετική ανάλυση. Ωστόσο, ο νέος δέκτης FOREST έχει βελτιώσει τη χωρική ανάλυση του τηλεσκοπίου δέκα φορές. Η αυξημένη ισχύς του νέου δέκτη επέτρεψε στους αστρονόμους να δημιουργήσουν αυτόν τον νέο χάρτη.
Ο νέος χάρτης καλύπτει μια περιοχή του νυχτερινού ουρανού έως 520 πλήρες φεγγάρια. Η λεπτομέρεια αυτού του νέου χάρτη θα επιτρέψει στους αστρονόμους να μελετήσουν δομές μεγάλης και μικρής κλίμακας με νέα λεπτομέρεια. Το FUGIN θα παρέχει νέα δεδομένα για μεγάλες δομές όπως οι σπειροειδείς βραχίονες - και ακόμη και ολόκληρος ο ίδιος ο Γαλαξίας - σε μικρότερες δομές όπως μεμονωμένοι πυρήνες μοριακού νέφους.
Το FUGIN είναι ένα από τα παλαιότερα έργα για το Nobeyama. Αυτά τα έργα έχουν σχεδιαστεί για τη συλλογή θεμελιωδών δεδομένων για μελέτες επόμενης γενιάς. Για να συλλέξει αυτά τα δεδομένα, το FUGIN παρατήρησε μια περιοχή που καλύπτει 130 τετραγωνικούς βαθμούς, η οποία είναι πάνω από το 80% της περιοχής μεταξύ γαλαξιακών γεωγραφικών γεωγραφικών πλάτους -1 και +1 μοιρών και γαλαξιακών μήκους από 10 έως 50 μοίρες και από 198 έως 236 μοίρες. Βασικά, ο χάρτης προσπάθησε να καλύψει το 1ο και το 3ο τεταρτημόριο του γαλαξία, να συλλάβει τους σπειροειδείς βραχίονες, τη δομή της ράβδου και τον δακτύλιο μοριακού αερίου.
Ο στόχος του FUGIN είναι να διερευνήσει τις φυσικές ιδιότητες του διάχυτου και πυκνού μοριακού αερίου στον γαλαξία. Αυτό το κάνει συλλέγοντας ταυτόχρονα δεδομένα για τρία ισότοπα διοξειδίου του άνθρακα: 2CO, 13CO και 18CO. Οι ερευνητές μπόρεσαν να μελετήσουν τη διανομή και την κίνηση του αερίου, καθώς και τα φυσικά χαρακτηριστικά όπως η θερμοκρασία και η πυκνότητα. Και η μελέτη έχει ήδη αποδώσει.
Το FUGIN έχει ήδη αποκαλύψει πράγματα που είχαν προηγουμένως κρυφτεί. Περιλαμβάνουν εμπλεγμένα νήματα που δεν ήταν προφανή σε προηγούμενες έρευνες, καθώς και ευρείας κλίμακας και λεπτομερείς δομές μοριακών νεφών. Παρατηρήθηκαν επίσης κινηματικά μοριακού αερίου μεγάλης κλίμακας όπως σπειροειδείς βραχίονες.
Αλλά ο κύριος σκοπός είναι να παρέχει ένα πλούσιο σύνολο δεδομένων για μελλοντική εργασία από άλλα τηλεσκόπια. Σε αυτά περιλαμβάνονται και άλλα ραδιοτηλεσκόπια όπως το ALMA, αλλά και τα τηλεσκόπια που λειτουργούν στο υπέρυθρο και σε άλλα μήκη κύματος. Αυτό θα ξεκινήσει μετά την κυκλοφορία των δεδομένων FUGIN τον Ιούνιο του 2018.
Η ραδιοαστρονομία των χιλιοστομετρικών κυμάτων είναι ισχυρή επειδή μπορεί να «δει» πράγματα στο διάστημα που δεν μπορούν να κάνουν άλλα τηλεσκόπια. Είναι ιδιαίτερα χρήσιμο για τη μελέτη των μεγάλων σύννεφων κρύου αερίου όπου σχηματίζονται αστέρια. Αυτά τα σύννεφα είναι τόσο κρύα όσο -262C (-440F.) Σε θερμοκρασίες τόσο χαμηλές, τα οπτικά πεδία δεν μπορούν να τα δουν, εκτός αν ένα φωτεινό αστέρι λάμπει πίσω τους.
Ακόμη και σε αυτές τις εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες, υπάρχουν χημικές αντιδράσεις. Αυτό παράγει μόρια όπως το μονοξείδιο του άνθρακα, το οποίο ήταν το επίκεντρο του έργου FUGIN, αλλά και άλλα όπως φορμαλδεΰδη, αιθυλική αλκοόλη και μεθυλική αλκοόλη. Αυτά τα μόρια εκπέμπουν ραδιοκύματα στο εύρος των χιλιοστών, τα οποία μπορούν να ανιχνεύσουν τα ραδιοτηλεσκόπια όπως το Nobeyama.
Ο ανώτατος σκοπός του έργου FUGIN, σύμφωνα με την ομάδα πίσω από το έργο, είναι να «παρέχει κρίσιμες πληροφορίες σχετικά με τη μετάβαση από ατομικό αέριο σε μοριακό αέριο, σχηματισμό μοριακών νεφών και πυκνού αερίου, αλληλεπίδραση μεταξύ περιοχών που σχηματίζουν αστέρια και διαστρικές αέριο και ούτω καθεξής. Θα διερευνήσουμε επίσης τη διακύμανση των φυσικών ιδιοτήτων και των εσωτερικών δομών των μοριακών νεφών σε διάφορα περιβάλλοντα, όπως βραχίονας / ενδιάμεσος και bar, και το εξελικτικό στάδιο, για παράδειγμα, που μετράται από τη δραστηριότητα σχηματισμού αστεριών. "
Αυτός ο νέος χάρτης από το Nobeyama έχει πολλές υποσχέσεις. Ένα πλούσιο σύνολο δεδομένων όπως αυτό θα είναι ένα σημαντικό κομμάτι του γαλαξιακού παζλ για τα επόμενα χρόνια. Οι λεπτομέρειες που αποκαλύπτονται στον χάρτη θα βοηθήσουν τους αστρονόμους να πειράξουν περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με τις δομές των νεφών αερίου, τον τρόπο με τον οποίο αλληλεπιδρούν με άλλες δομές και πώς σχηματίζονται τα αστέρια από αυτά τα σύννεφα.
