Astronomer identificerer oprindelsen af ​​enorme gasbobler, der flyder ud af Mælkevejen

(NASAs Goddard Space Flight Center)

Der er et usædvanligt paradoks, der hæmmer forskning i dele af Mælkevejen. Tæt gas blokerer for observationer af den galaktiske kerne, og det kan være svært at observere i synligt lys fra vores udsigtspunkt.

Men fjerne galakser præsenterer ikke altid de samme forhindringer. Så på nogle måder kan vi observere fjerne galakser bedre, end vi kan observere vores egen.

For at få en bedre forståelse af Galactic Center (GC) og Interstellar Medium (ISM), brugte et hold astronomer et teleskop kaldet Wisconsin H-Alpha Mapper (WHAM) for at se ind i kernen af ​​Mælkevejen i en del af det optiske lysspektrum.

Holdet af forskere fokuserede deres indsats på to træk ved Mælkevejen, kaldet Fermi bobler . Fermi-boblerne er massive udbrud af højenergigas, der kommer fra den galaktiske kerne.

De kaldes Fermi Bubbles, fordi de blev opdaget i 2010 af Fermi Gamma-Ray Rumteleskop . Disse bobler er enorme og strækker sig i alt omkring 50.000 lysår fra Mælkevejens skive, og de rejser med millioner af miles i timen.

Et papir, der præsenterer deres observationer, har titlen ' Opdagelse af højhastigheds-H-Alpha Above Galactic Center: Test af modeller af Fermi-boblen .' Hovedforfatter af værket er Dhanesh Krishnarao, en kandidatstuderende i astronomi ved UW Wisconsin. Resultaterne blev præsenteret på det 236. møde i American Astronomical Society og er blevet forelagt The Astrophysical Journal Letters .

Forud for dette arbejde blev nogle observationer af Fermi-boblerne lavet i UV ved at undersøge lyset fra fjerne kvasarer, da det passerede gennem gassen. Mens disse observationer udvidede videnskabsmænds forståelse af boblerne, havde de begrænsninger.

De kunne kun laves på bestemte sigtelinjer, mens WHAM er et all-sky teleskop. Disse tidligere observationer kunne ikke måle gassens hastighed, temperatur og tæthed.

Men WHAM har en anden tilgang. Som navnet siger, kan den observere hydrogen-alfa-atomer. I en H-alfa atom, er en elektron hoppet fra det tredje energiniveau til det andet energiniveau. Det efterlader en spektrallinje, der er den lyseste brintspektrallinje i optisk lys.

En forenklet Rutherford-Bohr-model af H-Alpha-processen. (JabberWok/ CC BY-SA 3.0 )

OVER: Når en elektron (grøn) hopper et energiniveau ned fra n=3 til n=2, producerer den en foton med en lys spektrallinje i synligt lys.

Matt Haffner er professor i astronomi og fysik ved Embry-Riddle Aeronautical University og en af ​​denne artikels medforfattere. I en pressemeddelelse påpegede Haffner, hvordan WHAM-teleskopet hjælper astronomer med at gøre fremskridt med at forstå Mælkevejens kerneregion. Gas blokerer vores syn på denne region på en måde, som fjerne galakser ikke gør.

'Der er områder af galaksen, vi kan målrette mod med meget følsomme instrumenter som WHAM for at få denne slags ny information mod centrum, som vi tidligere kun var i stand til at gøre i infrarød og radio,' siger Haffner.

'Vi kan sammenligne med andre galakser ved at foretage den samme slags målinger mod Mælkevejens centrum.'

Forskerne bag denne forskning observerede også nitrogen-emissionslinjerne i Fermi-boblerne. De stillede deres observationer op med nylige Hubble-observationer af UV-lys i samme position og kombinerede dem.

I en pressemeddelelse sagde hovedforfatter Krishnarao 'Vi kombinerede disse to målinger af emission og absorption for at estimere densiteten, trykket og temperaturen af ​​den ioniserede gas, og det lader os bedre forstå, hvor denne gas kommer fra.'

I deres papir skriver forfatterne 'Wisconsin H-Alpha Mapper (WHAM) observationer afslører højhastigheds H alpha og [N II] λ6584 emissionslinjer i samme retning og hastighed som ultraviolette absorptionslinjetræk, der tidligere har været forbundet med den bikoniske gamma- strålelapper kendt som Fermi-boblerne.'

Astronomer tror, ​​at uanset hvad der skete i Mælkevejens kerne for at skabe Fermi-boblerne, skete det for flere millioner år siden. Nogle forskere mener, at Sgr A*, den supermassive sort hul i centrum af galaksen, trak en massiv sky af brint ind i sin tilvækstskive, hvilket forårsagede et enormt energiudbrud. Men denne undersøgelse forsøgte ikke at fastslå årsagen.

Nu hvor forskerne har data for tætheden, hastigheden og temperaturen af ​​gassen i Fermi-boblerne, kan de teste disse data mod forskellige modeller.

'Den anden væsentlige ting er, at vi nu har mulighed for at måle tætheden og trykket og hastighedsstrukturen mange steder,' med WHAM-teleskopet, siger Bob Benjamin, professor i astronomi ved UW-Whitewater og co- forfatter til undersøgelsen.

'Vi kan lave en omfattende kortlægningsindsats på tværs af Fermi-boblerne over og under galaksens plan for at se, om de modeller, som mennesker har udviklet, holder stand. For i modsætning til de ultraviolette data er vi ikke begrænset til kun specifikke sigtelinjer.'

I deres papir forklarer forfatterne, at 'Disse optiske spektre giver en ny vej til at begrænse både de fysiske forhold for den ioniserede gas, der har været forbundet med Fermi-boblerne, såvel som strålingsfeltet, der kommer fra Galactic Center-regionen og inden for Fermi-boblerne. '

I konklusionen på deres artikel beskriver forfatterne nogle af deres resultater. De siger, at deres fund indikerer en gastemperatur på 8900 ± 2700 K. De påpeger også, at det høje termiske tryk, de fandt, er 'sammenligneligt med, men stadig større end dem, der er forudsagt af modeller af en varm gas-halo i den indre galakse eller en Fermi Bubble shell.'

Men selvom disse fund er meget detaljerede, viser de ikke endegyldigt, hvad der forårsagede Fermi-boblerne. Holdet siger, at WHAM har mere at give, når det kommer til at studere dem. Og ligesom i denne undersøgelse kan fremtidige observationer også kombineres med eksisterende Hubble-observationer for at udvide vores forståelse.

Gamma- og røntgenstråleudsendende Fermi-bobler over og under Mælkevejens plan. (NASA's Goddard Space Flight Center )

'Med fremtidige observationer kan WHAM spore emission forbundet med Fermi-boblerne både rumligt og kinematisk i stor skala. Derudover kan andre spidse observationer mod fjerne UV-lyse kilder med eksisterende HST-spektre give følsomme kolonnedensitetsprofiler af flere arter på tværs af forskellige regioner i de sydlige og nordlige Fermi-bobler.'

Så måske en dag vil vi endelig vide, hvad der skete for et par millioner år siden i centrum af Mælkevejen, for at danne disse gigantiske bobler.

Denne artikel blev oprindeligt udgivet af Universet i dag . Læs original artikel .

Populære Kategorier: Plads , Natur , Sundhed , Fysik , Forklarer , Mening , Miljø , Tech , Ukategoriseret , Mennesker ,

Om Os

Offentliggørelse Af Uafhængige, Beviste Fakta Om Rapporter Om Sundhed, Rum, Natur, Teknologi Og Miljøet.