Astronomen hebben een grootschalig onderzoek van de onzichtbare Melkweg uitgevoerd met behulp van de Nobeyama 45-m Radio Telescope.

Als je omhoog kijkt op een heldere, donkere nacht, je kunt de Melkweg met het blote oog zien. Als je een foto maakt van de Melkweg, je zult enkele donkere vlekken vinden met minder sterren. In deze gebieden, wolken van gas en stof in de Melkweg blokkeren het licht van achtergrondsterren. Door de radiogolven te observeren die door het gas in deze wolken worden uitgezonden, astronomen kunnen de onzichtbare delen van de Melkweg bestuderen.

Een multi-institutionele onderzoeksgroep gebruikte de 45-m telescoop van 2014 tot 2017 om de meest uitgebreide en gedetailleerde radiokaarten van de Melkweg in de menselijke geschiedenis te maken. Het team heeft kaarten voltooid die een gebied bestrijken zo breed als 520 volle manen met ongeveer drie keer de ruimtelijke resolutie van eerdere kaarten. Met deze kaart kunnen astronomen de structuur van het interstellaire medium bestuderen, van de grootschalige structuur van de hele Melkweg tot de kleinschalige structuur van individuele moleculaire wolkenkernen die rechtstreeks verband houden met stervorming. Dankzij de goede ruimtelijke resolutie van de 45 m telescoop, het team ontdekte veel draadvormige structuren die op eerdere kaarten niet duidelijk te zien waren. Men denkt dat deze structuren belangrijke aanwijzingen bevatten om te begrijpen hoe sterren worden gevormd.

Deze radiokaart zal dienen als een fundamentele dataset voor toekomstige observatiestudies. Op basis van deze kaart verwachten de onderzoekers veel ontdekkingen van onderzoekers over de hele wereld.

De Melkweg is een conglomeraat van vele sterren. In de donkere gebieden met minder sterren, gas en stof verduisteren het licht van achtergrondsterren. Deze gebieden noemen we donkere wolken. Het gas in de donkere wolken is in zichtbaar licht niet te zien, maar kan worden waargenomen in radiogolven. Een grote telescoop heeft een goede ruimtelijke resolutie, maar kan slechts een klein deel van de hemel bestrijken. Anderzijds, een kleine telescoop kan een groot gebied bestrijken, maar heeft een slechte ruimtelijke resolutie en kan de gedetailleerde structuur van hemellichamen niet zien. Om deze reden, het is moeilijk om waarnemingsgegevens te verkrijgen die tegelijkertijd zowel de grootschalige structuur van de Melkweg als de kleinschalige structuur van moleculaire wolkenkernen vastleggen, die verband houden met stervorming. Met eerdere gegevens, het was een uitdaging om de evolutie van moleculair gas te bestuderen, het materiaal voor sterren. Vooral om te begrijpen hoe en waar sterren worden gevormd, een dataset met een brede dekking en een hoge ruimtelijke resolutie was gewenst.

FUGIN (FOREST onbevooroordeelde beeldvorming van galactische vlakken met de Nobeyama 45-m-telescoop) is een project om een ​​uitgebreide breedveld-radiokaart van de Melkweg te maken met een ongekend hoge ruimtelijke resolutie. De Nobeyama 45-m radiotelescoop heeft een goede ruimtelijke resolutie, en de nieuwe FOREST-ontvanger die op de telescoop is geïnstalleerd, stelt astronomen in staat tien keer efficiënter te observeren dan voorheen. FUGIN werd goedgekeurd als een van de legacy-projecten van Nobeyama Radio Observatory om maximaal gebruik te maken van deze voordelen. Het doel van de legacy-projecten is het verzamelen van fundamentele gegevens voor onderzoeken van de volgende generatie. FUGIN waargenomen voor 1, 100 uur van 2014 tot 2017. De waargenomen gebieden besloegen 130 vierkante graden:ongeveer 83 procent van het gebied tussen galactische breedtegraden -1 en +1 graden en galactische lengtegraden van 10 tot 50 graden en van 198 tot 236 graden. De hoekresolutie is ongeveer 20 boogseconden, en de radiale snelheidsresolutie voor moleculen is 1,3 km/s. Dit is ongeveer 3 keer hoger in ruimtelijke resolutie dan eerdere gegevens voor de Melkweg. De telescoop van 45 m verzamelde tegelijkertijd gegevens voor 3 verschillende isotopensoorten van koolmonoxidemoleculen, ¹² CO, ¹³ CO, en C ¹⁸ O. Hierdoor konden de onderzoekers de fysieke kenmerken van het gas bestuderen, zoals temperatuur en dichtheid, naast de verdeling van het moleculaire gas en zijn bewegingen.

Analyse van de gegevens van galactische lengtegraden van 12 tot 22 graden leverde de ontdekking op van voorheen niet te onderscheiden gigantische moleculaire filamenten. Rond stervormingsgebieden zoals M17 en W51 werden veel draadvormige structuren geïdentificeerd. Deze structuren kunnen aanwijzingen bevatten om te begrijpen hoe een moleculaire wolk samentrekt om sterren te vormen. De radiokaart die met dit project is verkregen, zal in juni 2018 worden vrijgegeven. De kaart zal een fundamentele dataset zijn voor toekomstige studies van de Melkweg; het zal niet alleen nuttig zijn voor waarnemingen met ALMA en andere radiotelescopen, maar ook voor waarnemingen in infrarood en andere golflengten.

Dit resultaat verscheen in de Publicaties van de Astronomical Society of Japan in oktober 2017.