science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Het Melkwegstelsel heeft een klonterige halo

Een minisatelliet ontworpen en gebouwd aan de Universiteit van Iowa heeft vastgesteld dat het Melkwegstelsel wordt omgeven door een verwarmd, klonterige halo van gas dat voortdurend wordt geleverd door geboorten of stervende sterren in onze melkweg. Krediet:Blue Canyon Technologies

De Melkweg bevindt zich in de recyclingindustrie.

Astronomen van de University of Iowa hebben vastgesteld dat ons melkwegstelsel wordt omgeven door een klonterige halo van hete gassen die voortdurend wordt voorzien van materiaal dat wordt uitgestoten door geboorten of stervende sterren. Deze verwarmde halo, het circumgalactische medium (CGM) genoemd, was de incubator voor de vorming van de Melkweg zo'n 10 miljard jaar geleden en zou de plaats kunnen zijn waar basismaterie aanwezig is die sinds de geboorte van het universum niet is verklaard.

De bevindingen zijn afkomstig van waarnemingen van HaloSat, een van een klasse minisatellieten die zijn ontworpen en gebouwd in Iowa - deze is klaar om te kijken naar de röntgenstralen die door de CGM worden uitgezonden. De onderzoekers concluderen dat de CGM een schijfachtige geometrie heeft, gebaseerd op de intensiteit van de röntgenstraling die eruit komt. De HaloSat-minisatelliet werd in mei 2018 gelanceerd vanaf het internationale ruimtestation ISS en is de eerste minisatelliet die wordt gefinancierd door de Astrophysics Division van NASA.

"Waar de Melkweg krachtiger sterren vormt, er zijn meer röntgenstraling van het circumgalactische medium, " zegt Philip Kaaret, professor in de Iowa Department of Physics and Astronomy en corresponderende auteur van de studie, online gepubliceerd in het tijdschrift Natuurastronomie . "Dat suggereert dat het circumgalactische medium gerelateerd is aan stervorming, en het is waarschijnlijk dat we gas zien dat eerder in de Melkweg viel, hielp sterren te maken, en wordt nu gerecycled in het circumgalactische medium."

Elk sterrenstelsel heeft een CGM, en deze regio's zijn cruciaal om niet alleen te begrijpen hoe sterrenstelsels zijn gevormd en geëvolueerd, maar ook hoe het universum zich ontwikkelde van een kern van helium en waterstof tot een kosmologische uitgestrektheid vol sterren, planeten, kometen, en alle andere soorten hemelse bestanddelen.

HaloSat werd in 2018 de ruimte in gelanceerd om te zoeken naar atomaire overblijfselen die baryonische materie worden genoemd en waarvan wordt aangenomen dat ze ontbreken sinds de geboorte van het universum, bijna 14 miljard jaar geleden. De satelliet heeft de CGM van de Melkweg geobserveerd om te bewijzen dat de overgebleven baryonische materie zich daar kan bevinden.

Om dat te doen, Kaaret en zijn team wilden de configuratie van de CGM beter onder de knie krijgen.

Specifieker, wilden de onderzoekers weten of de CGM een enorme, uitgebreide halo die vele malen zo groot is als onze melkweg - in welk geval, het zou het totale aantal atomen kunnen bevatten om de ontbrekende baryon-vraag op te lossen. Maar als de CGM grotendeels uit gerecycled materiaal bestaat, het zou een relatief dunne, gezwollen laag gas en een onwaarschijnlijke gastheer van de ontbrekende baryonische materie.

"Wat we hebben gedaan, is absoluut laten zien dat er een deel van de CGM met hoge dichtheid is dat helder is in röntgenstralen, die veel röntgenstraling veroorzaakt, " zegt Kaaret. "Maar er kan nog steeds een hele grote, uitgebreide halo die gewoon zwak is in röntgenstralen. En het is misschien moeilijker om dat schemerige te zien, verlengde halo omdat er een heldere emissieschijf in de weg zit.

"Dus het blijkt dat met HaloSat alleen, we kunnen echt niet zeggen of er echt een verlengde halo is."

Kaaret zegt verrast te zijn door de klonterigheid van de CGM, verwacht dat de geometrie meer uniform zal zijn. De dichtere gebieden zijn gebieden waar sterren worden gevormd, en waar materiaal wordt verhandeld tussen de Melkweg en de CGM.

"Het lijkt alsof de Melkweg en andere sterrenstelsels geen gesloten systemen zijn, " zegt Kaaret. "Ze hebben echt interactie, materiaal naar de CGM gooien en ook materiaal terugbrengen."

De volgende stap is om de HaloSat-gegevens te combineren met gegevens van andere röntgenobservatoria om te bepalen of er een uitgebreide halo is rond de Melkweg, en als het er is, om de grootte te berekenen. Dat, beurtelings, zou de ontbrekende baryon-puzzel kunnen oplossen.

"Die ontbrekende baryons kunnen maar beter ergens zijn, " zegt Kaaret. "Ze bevinden zich in halo's rond individuele sterrenstelsels zoals onze Melkweg of ze bevinden zich in filamenten die zich uitstrekken tussen sterrenstelsels."

De studie is getiteld, "Een door schijven gedomineerd en klonterig circumgalactisch medium van de Melkweg gezien in röntgenstraling." Het is op 19 oktober online gepubliceerd.