Uitzoeken hoeveel energie het centrum van de Melkweg doordringt - een ontdekking gerapporteerd in de 3 juli-editie van het tijdschrift wetenschappelijke vooruitgang - zou nieuwe aanwijzingen kunnen opleveren voor de fundamentele bron van de kracht van onze melkweg, zei L. Matthew Haffner van Embry-Riddle Aeronautical University.

De kern van de Melkweg bruist van waterstof dat is geïoniseerd, of ontdaan van zijn elektronen, zodat het veel energie krijgt, zei Haffner, assistent-professor natuurkunde en sterrenkunde bij Embry-Riddle en co-auteur van de wetenschappelijke vooruitgang papier. "Zonder een continue energiebron, vrije elektronen vinden elkaar meestal en recombineren om in relatief korte tijd terug te keren naar een neutrale toestand, " legde hij uit. "In staat zijn om geïoniseerd gas op nieuwe manieren te zien, zou ons moeten helpen de soorten bronnen te ontdekken die verantwoordelijk zouden kunnen zijn om al dat gas geactiveerd te houden."

University of Wisconsin-Madison afgestudeerde student Dhanesh Krishnarao ("DK"), hoofdauteur van de wetenschappelijke vooruitgang papier, werkte samen met Haffner en UW-Whitewater Professor Bob Benjamin, een vooraanstaand expert op het gebied van de structuur van sterren en gas in de Melkweg. Voordat hij in 2018 bij Embry-Riddle kwam, Haffner werkte 20 jaar als onderzoeker bij UW, en hij blijft hoofdonderzoeker voor de Wisconsin H-Alpha Mapper, of WAT, een telescoop in Chili die werd gebruikt voor de laatste studie van het team.

Om de hoeveelheid energie of straling in het centrum van de Melkweg te bepalen, de onderzoekers moesten door een soort gescheurde stofkap turen. Verpakt met meer dan 200 miljard sterren, de Melkweg herbergt ook donkere vlekken van interstellair stof en gas. Benjamin bekeek twee decennia aan WHAM-gegevens toen hij een wetenschappelijke rode vlag zag - een eigenaardige vorm die uit het donker van de Melkweg steekt, stoffig centrum. De eigenaardigheid was geïoniseerd waterstofgas, dat rood lijkt wanneer het wordt vastgelegd door de gevoelige WHAM-telescoop, en het bewoog in de richting van de aarde.

De positie van het kenmerk - bij wetenschappers bekend als de "gekantelde schijf" omdat het er gekanteld uitziet in vergelijking met de rest van de Melkweg - kon niet worden verklaard door bekende fysieke verschijnselen zoals galactische rotatie. Het team had een zeldzame kans om de uitstekende Tilted Disk te bestuderen, bevrijd van zijn gebruikelijke fragmentarische stofomslag, door optisch licht te gebruiken. Gebruikelijk, de Tilted Disk moet worden bestudeerd met infrarood- of radiolichttechnieken, waarmee onderzoekers waarnemingen kunnen doen door het stof heen, maar beperken hun vermogen om meer te leren over geïoniseerd gas.

"Door deze metingen in optisch licht te kunnen doen, konden we de kern van de Melkweg veel gemakkelijker vergelijken met andere sterrenstelsels, " zei Haffner. "Veel eerdere studies hebben de hoeveelheid en kwaliteit van geïoniseerd gas gemeten uit de centra van duizenden spiraalvormige sterrenstelsels in het heelal. Voor de eerste keer, we waren in staat om metingen van onze Melkweg rechtstreeks te vergelijken met die grote populatie."

Krishnarao maakte gebruik van een bestaand model om te proberen te voorspellen hoeveel geïoniseerd gas er zou moeten zijn in het emitterende gebied dat Benjamins aandacht had getrokken. Met onbewerkte gegevens van de WHAM-telescoop kon hij zijn voorspellingen verfijnen totdat het team een ​​nauwkeurig 3D-beeld van de structuur had. Vergelijking van andere kleuren zichtbaar licht van waterstof, stikstof en zuurstof in de structuur gaven onderzoekers verdere aanwijzingen over de samenstelling en eigenschappen.

Minstens 48 procent van het waterstofgas in de gekantelde schijf in het centrum van de Melkweg is geïoniseerd door een onbekende bron. meldde het team. "De Melkweg kan nu worden gebruikt om de aard ervan beter te begrijpen, ' zei Krishnarao.

de gasvormige, geïoniseerde structuur verandert als het zich van het centrum van de Melkweg verwijdert, onderzoekers meldden. Eerder, wetenschappers wisten alleen van het neutrale (niet-geïoniseerde) gas in die regio.

"Dicht bij de kern van de Melkweg, " legde Krishnarao uit, "gas wordt geïoniseerd door nieuw gevormde sterren, maar naarmate je verder van het centrum weggaat, dingen worden extremer, en het gas wordt vergelijkbaar met een klasse van sterrenstelsels die LINER's worden genoemd, of lage ionisatie (nucleaire) emissiegebieden."

De structuur leek naar de aarde te bewegen omdat het zich in een elliptische baan binnen de spiraalarmen van de Melkweg bevond, onderzoekers gevonden.

LINER-type sterrenstelsels zoals de Melkweg vormen ongeveer een derde van alle sterrenstelsels. Ze hebben centra met meer straling dan sterrenstelsels die alleen nieuwe sterren vormen, maar toch minder straling dan degenen wier superzware zwarte gaten actief een enorme hoeveelheid materiaal verbruiken.

"Voor deze ontdekking door WHAM, de Andromeda Galaxy was de dichtstbijzijnde LINER-spiraal voor ons, ' zei Haffner. 'Maar het is nog steeds miljoenen lichtjaren verwijderd. Met de kern van de Melkweg slechts tienduizenden lichtjaren verwijderd, we kunnen nu een LINER-regio in meer detail bestuderen. Het bestuderen van dit uitgebreide geïoniseerde gas zou ons moeten helpen meer te weten te komen over de huidige en vroegere omgeving in het centrum van onze Melkweg."

Volgende, onderzoekers zullen de bron van de energie in het centrum van de Melkweg moeten achterhalen. De mogelijkheid om de melkweg te categoriseren op basis van het stralingsniveau was een belangrijke eerste stap in de richting van dat doel.

Now that Haffner has joined Embry-Riddle's growing Astronomy &Astrophysics program, he and his colleague Edwin Mierkiewicz, associate professor of physics, have big plans. "In the next few years, we hope to build WHAM's successor, which would give us a sharper view of the gas we study, " Haffner said. "Right now our map `pixels' are twice the size of the full moon. WHAM has been a great tool for producing the first all-sky survey of this gas, but we're hungry for more details now."

In separate research, Haffner and his colleagues earlier this month reported the first-ever visible-light measurements of "Fermi Bubbles"—mysterious plumes of light that bulge from the center of the Milky Way. That work was presented at the American Astronomical Society.