Gorący gaz zasila ramiona spiralne Drogi Mlecznej

Międzynarodowy zespół naukowców uzyskał ważny wgląd w pochodzenie materii w ramionach spiralnych Drogi Mlecznej, z której ostatecznie powstają nowe gwiazdy. Analizując właściwości galaktycznego pola magnetycznego, byli w stanie wykazać, że tak zwane ciepły zjonizowany ośrodek (Warm Ionized Medium – WIM), w którym osadzona jest Droga Mleczna, gromadzi się w pobliżu ramienia spiralnego Galaktyki. Jego stopniowe schładzanie służy jako źródło chłodniejszego gazu i pyłu, które zasilają tworzenie się gwiazd.

Droga Mleczna to galaktyka spiralna, kosmiczna wyspa gwiazd w kształcie dysku, w której najbardziej jasne i młode gwiazdy skupiają się w ramionach spiralnych. Tam powstają z gęstego ośrodka międzygwiezdnego (Interstellar Medium – ISM), który składa się z gazu (głównie wodoru) i pyłu (mikroskopijnych ziaren o dużej zawartości węgla i krzemu). Aby nowe gwiazdy stale powstawały, materia musi nieustannie osadzać się na ramionach spiralnych, aby uzupełniać zapasy gazu i pyłu.

Astronomowie byli w stanie wykazać, że dostawa pochodzi z dużo gęstszego składnika ośrodka międzygwiezdnego, który zwykle otacza całą Drogę Mleczną. Ten ciepły zjonizowany ośrodek ma średnią temperaturę 10 000 stopni. Promieniowanie o wysokich energiach pochodzące z gorących gwiazd powoduje, że gazowy wodór WIM jest w dużej mierze zjonizowany. Wyniki sugerują, że gorący ośrodek międzygwiazdowy gromadzi się w wąskim obszarze w pobliżu ramienia spiralnego i stopniowo wpada do niego podczas schładzania.

Naukowcy odkryli gęsty ciepły ośrodek międzygwiezdny, mierząc tak zwaną rotacją Faradaya. Obejmuje ona zmianę orientacji liniowo spolaryzowanych emisji radiowych, gdy te przechodzą przez plazmę (zjonizowany gaz) przemierzając pole magnetyczne. O spolaryzowanym promieniowaniu mówi się, gdy pole elektryczne oscyluje tylko w jednej płaszczyźnie. Zwykłe światło nie jest spolaryzowane. Wielkość zmiany polaryzacji zależy również od obserwowanej długości fali.

W tym badaniu astronomowie byli w stanie wykryć niezwykle silny sygnał w dość niepozornym obszarze Drogi Mlecznej, który znajduje się bezpośrednio po stronie spiralnego ramienia Strzelca Drogi Mlecznej skierowanego na galaktyczne centrum. Samo ramię spiralne wyróżnia się w obrazowanych danych silną emisją radiową generowaną przez osadzone w nim gorące gwiazdy i pozostałości supernowej. Jednak najsilniejsze przesunięcie polaryzacji astronomowie stwierdzili poza tą widoczną strefą. Wnioskują z tego, że zwiększona rotacja Faradaya nie pochodzi z tej aktywnej części ramienia spiralnego. Zamiast tego wywodzi się ze skondensowanego gorącego ośrodka międzygwiezdnego, który podobnie jak pole magnetyczne, należy do mniej oczywistego składnika ramienia spiralnego.

Analiza oparta jest na przeglądzie THOR (The HI/OH Recombination Line Survey of the Milky Way), który był prowadzony przez Instytut Astronomiczny Maxa Plancka na przestrzeni kilku lat, i w ramach którego obserwowany były duży obszar Drogi Mlecznej na kilku długościach fal radiowych. Spolaryzowane źródła radiowe, takie jak odległe kwazary lub gwiazdy neutronowe, służą jako „sondy” do określenia rotacji Faradaya. Umożliwia to astronomom nie tylko wykrycie trudnych do zmierzenia pól magnetycznych w Drodze Mlecznej, ale także badanie struktury i właściwości gorącego gazu. Astronomowie byli zaskoczeni silny sygnałem z dość spokojnej okolicy Drogi Mlecznej. Wyniki te pokazują, że wciąż pozostaje wiele do odkrycia w badaniu struktury i dynamiki Drogi Mlecznej.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:
Instytut Maxa Plancka

Dodaj komentarz

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.