Heta stjärnor bildas i några av de kallaste områdena
i universum oftast i stora moln av gas och stoft som sträcker sig genom hela
galaxer. För att undersöka de tidiga faserna av stjärnbildning när gas gradvis
kondenseras för att så småningom bilda stjärnor måste vi först identifiera
dessa områden, beskriver Sophia Stuber, doktorand vid MPIA i Heidelberg och
huvudförfattare till en forskningsartikel (se nedan).
För detta ändamål mäts vanligtvis strålningen som
avges av specifika molekyler som är särskilt rikligt förekommande i dessa
extremt kalla och gastäta zoner. Astronomer mäter i allmänhet halten av molekyler
som HCN (vätecyanid; även känt som
blåsyra) och N2H+ (diazenylium)
för detta ändamål. Tack vare det storskaliga observationsprogrammet SWAN (Surveying
the Whirlpool at Arcseconds with NOEMA) har forskarna nu kunnat göra dessa
mätningar över ett stort område i en annan galax och inte varit begränsade till mätningar
i Vintergatan. SWAN-teamet använder NOEMA (Northern Extended Millimeter Array),
en radiointerferometer som finns i de franska alperna för att studera
fördelningen av strålning från flera molekyler inom de centrala 20 000 ljusåren
inom Malströmsgalaxen (Messier 51). De 214 timmar av observationer i programmet kompletterades med ytterligare cirka 70 timmars observationer från en annan kartläggning gjorda av ett
30-meters teleskop i södra Spanien.
En av ledarna i SWAN-projektet är professor Frank
Bigiel från Argelanderinstitutet för astronomi vid universitetet i Bonn. Han påtalar att ”spektrallinjerna för de olika molekylerna gör att vi kan dra
mycket specifika slutsatser om gasens fysikaliska egenskaper, till exempel dess
densitet. Detta gör det möjligt för oss att göra en detaljerad studie av vilka
förhållanden i det interstellära mediet som bidrar till stjärnbildning i
galaxer. För första gången är vi nu i en position där vi kan undersöka stora
delar av en galax och
med en högre upplösning än någonsin tidigare, så vi kan skilja mellan enskilda
stjärnbildningsområden”.
Då Malströmsgalaxen bara ligger 28 miljoner ljusår bort är det möjligt att studera
egenskaper hos enskilda gasmoln i så olika områden, som galaxens centrum och dess spiralarmar.
Medan intensiteten i strålningen som avges av
vätecyanid och diazenylium längs med spiralarmarna eller i galaxens centrum har astronomerna funnit en markant skillnad i galaxens
centrala region, där ljusstyrkan som avges av vätecyanid är mycket mer
signifikant. Med andra ord verkar det finnas en mekanism som gör att
vätecyaniden lyser starkare här än i spiralarmarna en skillnad som inte kan ses
från diazenylium. Forskarlaget misstänker att anledningen till detta fenomen kan finnas
i Malströmsgalaxens aktiva galaxkärna, en högenergirik zon som omger det
massiva svarta hålet i dess centrum. Innan gasen faller in i det svarta hålet
trycks den in i en skivform, accelereras till höga hastigheter och värms upp
till tusentals grader Celsius genom friktion. Detta gör att den avger intensiv
strålning vilket kan förklara en del av den extra strålningen från vätecyanidmolekylerna.
Men vi behöver fortfarande undersöka i detalj vad som får de två gaserna att bete sig olika, tillägger Eva Schinnerer,
forskargruppschef vid MPIA och en av ledarna för SWAN-projektet.
Forskningsartikeln är skriven av Sophia K. Stuber, Jerome
Pety, Eva Schinnerer, et al., "Kartläggning av virveln vid Arcseconds med
NOEMA (SWAN). I. Kartläggning av HCN- och N2H+ 3mm-linjerna", och
publicerad i Astronomy & Astrophysics (2023). DOI:
10.1051/0004-6361/202348205
Bild vikipedia Malströmsgalaxen. Bilden är tagen av
Rymdteleskopet Hubble år 2001
