Een Japanse telescoop heeft ons meest gedetailleerde radiogolfbeeld tot nu toe van het Melkwegstelsel geproduceerd. Over een periode van 3 jaar observeerde de Nobeyama 45 meter telescoop de Melkweg gedurende 1100 uur om de kaart te produceren. De afbeelding maakt deel uit van een project genaamd FUGIN (FOREST Unbevolen Galactic plane Imaging survey with the Nobeyama 45-telescope.) De multi-institutionele onderzoeksgroep achter FUGIN legde het project uit in de Publications of the Astronomical Society of Japan en bij arXiv.
De Nobeyama-telescoop van 45 meter staat op de Nobeyama Radio Observatory, nabij Minamimaki, Japan. De telescoop is daar sinds 1982 in gebruik en heeft in zijn leven vele bijdragen geleverd aan de millimetergolfradio-astronomie. Deze kaart is gemaakt met de nieuwe FOREST-ontvanger die op de telescoop is geïnstalleerd.
Als we omhoog kijken naar de Melkweg, is er een overvloed aan sterren en gas en stof zichtbaar. Maar er zijn ook donkere vlekken, die op holtes lijken. Maar het zijn geen lege ruimtes; het zijn koude wolken moleculair gas die geen zichtbaar licht uitstralen. Om te zien wat er in deze donkere wolken gebeurt, zijn radiotelescopen zoals de Nobeyama nodig.
De Nobeyama was de grootste millimetergolf-radiotelescoop ter wereld toen hij begon te werken, en hij heeft altijd een geweldige resolutie gehad. Maar de nieuwe FOREST-ontvanger heeft de ruimtelijke resolutie van de telescoop vertienvoudigd. Door het grotere vermogen van de nieuwe ontvanger konden astronomen deze nieuwe kaart maken.
De nieuwe kaart beslaat een gebied van de nachtelijke hemel van maar liefst 520 volle manen. De details van deze nieuwe kaart stellen astronomen in staat om zowel grootschalige als kleinschalige structuren in nieuw detail te bestuderen. FUGIN zal nieuwe gegevens verschaffen over grote structuren zoals de spiraalarmen - en zelfs de hele Melkweg zelf - tot kleinere structuren zoals individuele moleculaire wolkenkernen.
FUGIN is een van de legacy-projecten voor de Nobeyama. Deze projecten zijn ontworpen om fundamentele gegevens te verzamelen voor studies van de volgende generatie. Om deze gegevens te verzamelen, observeerde FUGIN een gebied van 130 vierkante graden, dat is meer dan 80% van het gebied tussen de galactische breedtegraden -1 en +1 graden en de galactische lengtes van 10 tot 50 graden en van 198 tot 236 graden. In feite probeerde de kaart het 1e en 3e kwadrant van de melkweg te bedekken, om de spiraalarmen, de staafstructuur en de moleculaire gasring vast te leggen.
Het doel van FUGIN is om de fysische eigenschappen van diffuus en dicht moleculair gas in de melkweg te onderzoeken. Het doet dit door tegelijkertijd gegevens te verzamelen over drie koolstofdioxide-isotopen: 2CO, 13CO en 18CO. Onderzoekers konden de verspreiding en de beweging van het gas bestuderen, en ook de fysieke kenmerken zoals temperatuur en dichtheid. En het studeren heeft zijn vruchten afgeworpen.
FUGIN heeft al dingen onthuld die eerder verborgen waren. Ze omvatten verstrengelde filamenten die niet duidelijk waren in eerdere onderzoeken, evenals zowel brede als gedetailleerde structuren van moleculaire wolken. Er werden ook grootschalige kinematica van moleculair gas zoals spiraalarmen waargenomen.
Maar het belangrijkste doel is om een rijke dataset te bieden voor toekomstig werk door andere telescopen. Hieronder vallen andere radiotelescopen zoals ALMA, maar ook telescopen die werken in het infrarood en andere golflengten. Dit begint zodra de FUGIN-gegevens in juni 2018 worden vrijgegeven.
Millimetergolfradio-astronomie is krachtig omdat het dingen in de ruimte kan 'zien' die andere telescopen niet kunnen. Het is vooral handig voor het bestuderen van de grote, koude gaswolken waar sterren zich vormen. Deze wolken zijn zo koud als -262C (-440F.) Bij lage temperaturen kunnen optische scopes ze niet zien, tenzij er een heldere ster achter schijnt.
Zelfs bij deze extreem lage temperaturen treden er chemische reacties op. Dit produceert moleculen zoals koolmonoxide, een focus van het FUGIN-project, maar ook andere zoals formaldehyde, ethylalcohol en methylalcohol. Deze moleculen zenden radiogolven uit in het millimeterbereik, die radiotelescopen zoals de Nobeyama kunnen detecteren.
Het hoogste doel van het FUGIN-project is, volgens het team achter het project, om “cruciale informatie te geven over de overgang van atomair gas naar moleculair gas, vorming van moleculaire wolken en dicht gas, interactie tussen stervormingsgebieden en interstellaire gas, enzovoort. We zullen ook de variatie onderzoeken van fysische eigenschappen en interne structuren van moleculaire wolken in verschillende omgevingen, zoals arm / interarm en bar, en het evolutionaire stadium, bijvoorbeeld gemeten door stervormingsactiviteit. ”
Deze nieuwe kaart van de Nobeyama is veelbelovend. Zo'n rijke dataset zal de komende jaren een belangrijk stuk van de galactische puzzel zijn. De details die op de kaart worden onthuld, zullen astronomen helpen meer details te onthullen over de structuren van gaswolken, hoe ze omgaan met andere structuren en hoe sterren uit deze wolken ontstaan.
