Onderzoekers van de Nagoya Universiteit in Japan ontdekten dat IVC’s veel lagere zware elementen bevatten dan eerder werd gerapporteerd. In plaats van dat de materialen voortdurend worden gerecycled als water in een fontein, suggereren hun bevindingen dat de deeltjes waaruit de wolken bestaan, hun oorsprong hebben buiten onze Melkweg. De groep publiceerde hun bevindingen in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society .

IVC's zijn een soort interstellaire wolken die worden gekenmerkt door hun snelheid. Ze worden overal in de Melkweg aangetroffen op hoogten van duizenden lichtjaren. Gaswolken zijn belangrijk omdat ze bronnen zijn van de elementen die stervorming en het ontstaan ​​van planetaire systemen mogelijk maken.

In het conventionele model worden elementen weer vrijgegeven in het interstellaire medium wanneer sterren sterven in gebeurtenissen die supernova's worden genoemd. Dit materiaal wordt vervolgens opnieuw opgenomen in gaswolken. Volgens dit model worden de zware elementen in IVC's gegenereerd door kernfusiereacties en supernova-explosies in onze Melkweg.

Met behulp van een stofkaart van de Planck-satelliet en een kaart van radiogolven uitgezonden door waterstof, hebben Takahiro Hayakawa en Yasuo Fukui van de Universiteit van Nagoya deze theorie op zijn kop gezet door de eerste nauwkeurige kaart te maken die de verdeling van de overvloed aan zware elementen in gaswolken die in de galactische ruimte vallen, gedetailleerd beschrijft. Vliegtuig.

Het galactische vlak is een platte structuur binnen het Melkwegstelsel, waar sterren, gas en stof geconcentreerd zijn, en waar astronomische verschijnselen zoals stervorming optreden, waarbij gassen vanuit het intergalactische medium, aangedreven door de zwaartekracht, in het vlak 'vallen'.

Door IVC's en hogesnelheidswolken te analyseren, ontdekten de onderzoekers tot hun verrassing dat de overvloed aan zware elementen in de IVC's verschilt van die van eerdere modellen. Hun ontdekking daagt het traditionele Galactic Fountain Model uit, een theoretisch raamwerk dat wordt gebruikt om de kringloop van gas in onze Melkweg te beschrijven.

"Het Galactic Fountain-model beschrijft de cyclus van gas dat uit het galactische vlak wordt geblazen door gebeurtenissen zoals supernova-explosies en vervolgens terugvalt, vergelijkbaar met hoe een fontein voortdurend water hergebruikt", zegt Hayakawa. "Onderzoekers halen vaak het model aan om IVC's te verklaren, omdat ze geloofden dat deze wolken metaalachtigheden hadden die vergelijkbaar waren met die van de sterren die ze zogenaamd produceerden."

Metalliciteiten verwijzen naar de overvloed aan elementen die zwaarder zijn dan helium in astronomische objecten zoals sterren en sterrenstelsels. Hayakawa vervolgde:"Onze resultaten laten echter veel lagere metaalgehalten van IVC's zien, wat erop wijst dat IVC's bestaan ​​uit primordiaal gas dat afkomstig is van buiten onze Melkweg."

Door gebruik te maken van gegevens van de Planck-satelliet en gebruik te maken van de modernste observatietechnieken op basis van eerder gepubliceerde kaarten met hoge resolutie en geavanceerde statistische analyses, bereikten ze een ongekende nauwkeurigheid in hun metingen en de hoeveelheid gegevens.

"Dit onderzoek zal de twintig jaar durende impasse over de oorsprong van gaswolken die in de Melkweg vallen, doorbreken", aldus Hayakawa. "Het kan een al lang bestaand dilemma oplossen, het G-dwergprobleem, dat stelt dat oude sterren van 10 miljard jaar oud in de omgeving van de zon een hoge metalliciteit vertonen, vergelijkbaar met de huidige metalliciteit van de Melkweg."

De onderzoekers verwachten dat hun onderzoek zal leiden tot nieuw werk over de groei en evolutie van de Melkweg op een schaal van 10 miljard jaar. De implicaties van dit onderzoek strekken zich uit tot ver buiten onze Melkweg en bieden inzicht in de evolutie van andere sterrenstelsels in het hele universum.

Meer informatie: Takahiro Hayakawa et al., Stof-tot-neutraal gasverhouding van de H i-wolken met gemiddelde en hoge snelheid, afgeleid op basis van de stofemissie van minder dan mm voor de hele hemel, Maandelijkse mededelingen van de Royal Astronomical Society (2024). DOI:10.1093/mnras/stae302

Aangeboden door Nagoya Universiteit