Niedawno międzynarodowy zespół astronomów z Instytutu Maxa Plancka ds. Astronomii dostrzegł jednak w naszej galaktyce masywne włókno atomów wodoru. Struktura ta, której nadano nazwę Maggie, znajduje się 55 tysięcy lat świetlnych od nas i jest jedną z najdłuższych struktur, jakie kiedykolwiek zaobserwowano w Drodze Mlecznej.
Od obłoków gazu do gwiazd
Odkrycie zostało dokonane za sprawą danych zebranych w ramach przeglądu THOR (ang. The HI/OH/Recombination line survey of the Milky Way_ – programu obserwacyjnego wykorzystującego obserwatorium VLA (Very Large Array) w Nowym Meksyku. W jego ramach badane są pola magnetyczne galaktyki, formowanie się chmur molekularnych, konwersja wodoru atomowego w cząsteczkowy i nie tylko.
Badacze prowadzący przegląd THOR pragną dowiedzieć się, w jaki sposób dwie najpowszechniejsze formy wodoru tworzą skupiska z czasem dające początek gęstym obłokom, z których rodzą się gwiazdy. Te formy wodoru to wodór atomowy, czyli po prostu pojedyncze atomy wodoru, a także wodór cząsteczkowy, czyli cząsteczki składające się z dwóch połączonych ze sobą atomów wodoru.
Co istotne, wyłącznie wodór cząsteczkowy kondensuje się w obłoki na tyle zwarte, by mogły dać życie nowym gwiazdom. Wpierw wodór cząsteczkowy musi jednak powstać – oczywiście z wodoru atomowego. Proces ten jest jednak w dużej mierze nieznany i właśnie dlatego odkrycie nowego, niezwykle długiego włókna wodoru, było dla badaczy tak ekscytującym odkryciem.
Struktura o niezwykłych właściwościach
Największe znane obłoki gazu molekularnego zwykle mierzą około 800 lat świetlnych długości. Tymczasem, długość Maggie wynosi aż 3900 lat świetlnych, a szerokość z kolei 130 lat świetlnych.
„Położenie tego włókna przyczyniło się do naszego sukcesu. Nie wiemy jeszcze dokładnie, jak ono się tam dostało, ale rozciąga się na około 1600 lat świetlnych poniżej płaszczyzny Drogi Mlecznej. Obserwacje pozwoliły nam również określić prędkość wodorowego gazu. To w następstwie pozwoliło nam wykazać, że prędkości wzdłuż włókna prawie się od siebie nie różnią.”, powiedział Jonas Syed, jeden z autorów pracy poświęconej odkryciu, opublikowanej w czasopiśmie Astronomy & Astrophysics.
Analiza zespołu wykazała, że średnia prędkość materii we włóknie, którą określono w porównaniu do tempa rotacji dysku Drogi Mlecznej, wynosiła 54 km/s-1. Dzięki temu linia wodoru 21 cm (linia emisyjna promieniowania elektromagnetycznego wysyłanego przez atomy wodoru) była widoczna na tle kosmicznym, a cała struktura dostrzegalna. To pozwoliło naukowcom dojść do wniosku, że Maggie jest spójną strukturą. Na podstawie wcześniej opublikowanych danych oszacowano również, że Maggie zawiera 8% wodoru cząsteczkowego pod względem masy.
Przy bliższej inspekcji zespół zauważył, że gaz włókna zbiega się w jego różnych punktach. W oparciu o to wyciągnięto wniosek, że wodór gromadzi się w tych miejscach, tworząc duże chmury. Dodatkowo badacze spekulują, że właśnie w takich miejscach gaz atomowy stopniowo kondensuje się do postaci molekularnej.
„Jednak wiele pytań pozostaje bez odpowiedzi.”, wyjaśnia Syed. „Dodatkowe dane, które, jak mamy nadzieję, dostarczą nam więcej wskazówek na temat frakcji gazu molekularnego, już czekają na analizę.”
Kto wie, być może już wkrótce w końcu poznamy dokładnie proces przemiany w kosmosie wodoru atomowego w cząsteczkowy. Z pewnością pomogą nam w tym nowoczesne obserwatoria, które zostaną uruchomione już wkrótce – chociażby Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba. Istnieje szansa, że z ich pomocą odkryjemy także, kolejne nieznane dotychczas ogromne kosmiczne włókna wodoru.
Źródło: MPIA, fot. tyt. ESA/Gaia/DPAC, CC BY-SA 3.0 IGO & T. Müller/J. Syed/MPIA