Sur la piste des gaz atomiques et moléculaires dans la Voie lactée


GLOSTAR - Auf der Spur von atomarem und molekularem Gas in der Milchstraße

Fig. 1 : Ci-dessus : Image radio Continuum de la région pilote dans la zone 28°

En combinant deux des radiotélescopes les plus puissants de la planète, une équipe internationale de chercheurs dirigée par l’Institut Max Planck de radioastronomie (MPIfR) de Bonn a créé les cartes les plus sensibles des émissions radio de grandes parties de la plaine galactique du . Les données ont été enregistrées avec le Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) au Nouveau-Mexique dans deux configurations différentes et le Effelsberg de 100 m près de Bonn. Pour la première fois, une mesure radio est possible qui couvre toutes les échelles angulaires jusqu’à 1,5 seconde d’arc, la taille apparente d’une balle de tennis au sol vue d’un avion en vol. Contrairement aux études précédentes, GLOSTAR a non seulement observé le continuum radio dans la gamme de fréquences de 4 à 8 GHz en pleine polarisation, mais également des raies spectrales qui tracent le gaz moléculaire (à partir de méthanol et de formaldéhyde) et le gaz atomique via des lignes de recombinaison radio.

Un aperçu et les premiers résultats sont donnés dans une série de quatre articles connexes dans. publié Astronomie & Astrophysique.

Le projet Global View on Starformation in the Milky Way (GLOSTAR) fournit les cartes d’émission radio les plus sensibles à ce jour pour de grandes parties de la plaine galactique du nord, enregistrées avec le Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) au Nouveau-Mexique dans deux différentes configurations et le radiotélescope de 100 m Effelsberg du MPIfR. Les nouvelles données passionnantes seront désormais utilisées pour étudier le milieu interstellaire de la Voie lactée, ainsi que les étoiles massives dans leur enfance et leur mort. Peu de temps après le 50e anniversaire du radiotélescope Effelsberg, un certain nombre d’articles basés sur les données GLOSTAR ont été publiés par Astronomie & Astrophysique.

Alors qu’un interféromètre comme le VLA peut produire des images très nettes du ciel, l’émission sur une grande surface est souvent perdue. Cependant, l’émission radio diffuse peut être récupérée en ajoutant les données du télescope Effelsberg de 100 m, comme le montre la figure 1. « Cela montre clairement que le télescope Effelberg est toujours très important même après 50 ans de fonctionnement », déclare Andreas Brunthaler, auteur principal du premier article, qui donne un aperçu de l’enquête et décrit les techniques sophistiquées de réduction des données impliquées. Pour cartographier les 145 degrés carrés complets du levé, l’équipe a dû combiner des images plus petites provenant de près de 50 000 positions différentes. « Nous avions besoin d’environ 700 heures d’ sur le VLA, ce qui a généré près de 40 téraoctets de données brutes », explique Sergio Dzib, qui était en charge de l’étalonnage des données du VLA. Pendant que la partie Effelsberg de l’enquête est en cours, les données de l’enquête sont déjà utilisées pour une science nouvelle et passionnante.

Des recherches antérieures n’ont découvert qu’environ 30% du nombre attendu de restes de supernova dans la Voie lactée. Grâce à la sensibilité sans précédent de l’enquête GLOSTAR, 80 nouveaux candidats ont été trouvés dans les seules données VLA, ce qui signifie que le nombre dans la zone observée a doublé. Avec l’ajout des données Effelsberg, ce nombre devrait augmenter. « Il s’agit d’une étape importante dans la résolution de cette énigme de longue date sur les restes de supernova manquants », explique Rohit Dokara, doctorant au MPIfR et premier auteur du deuxième ouvrage.

Avec les résultats passionnants des levés de longueur d’onde submm et infrarouge lointain du sol et de l’espace, les amas de poussière massifs et froids qui forment des amas massifs sont maintenant détectés à l’échelle de la galaxie. En plus de ces relevés, le relevé GLOSTAR fournit des images très puissantes et complètes des traceurs ionisés et de la formation des étoiles dans le plan galactique.

L’enquête couvre également le complexe de formation d’étoiles à proximité, Cygnus X. Ici, de nouvelles sources avec une émission maser de méthanol à 6,7 GHz ont été découvertes. « La raie à 6,7 GHz faite de méthanol ne se trouve que dans les régions où se forment des étoiles très massives d’au moins 8 masses solaires », explique Karl Menten, directeur au MPIfR, l’initiateur de GLOSTAR. Il y a exactement 30 ans, il découvrit pour la première fois dans le milieu interstellaire ce maser à méthanol, la deuxième raie spectrale de longueur d’onde radio la plus puissante. Alors que tous les masers à méthanol du complexe Cygnus-X sont associés à des émissions de poussières, moins de la moitié des sources sont également détectées dans le continuum radio.

« Ces masers sont des panneaux indicateurs pour les étoiles à un stade très précoce de développement, avant même qu’une émission radio détectable ne puisse être vue », explique Gisela Ortiz-León du MPIfR, qui dirige l’enquête sur la région de Cygnus-X. L’identification de véritables étoiles « proto » massives est depuis longtemps un objectif de la recherche sur la formation d’étoiles.

Alors que la lumière optique est fortement absorbée par la poussière interstellaire, les ondes radio permettent de voir les régions les plus centrales de la Voie lactée. La recherche de la nouvelle carte du continuum observée avec le VLA vers le Centre Galactique pour l’émission radio associée à de jeunes objets stellaires potentiels à partir d’un catalogue récemment publié permet de mieux comprendre leur stade de développement. « Alors que l’on retrouve des émissions radio dans beaucoup d’entre eux, de nombreux objets manquent d’homologues radio et d’émissions de poussière, ce qui suggère qu’ils sont plus développés et ont déjà dispersé leurs nuages ​​de naissance », rapporte Hans Nguyen, un autre doctorant au MPIfR qui a réalisé l’étude sur ces jeunes objets Star. Les sources radio associées permettent des restrictions supplémentaires sur le taux de formation d’étoiles dans le Centre Galactique.

Le catalogage des nombreuses sources est également un défi. Le nombre de sources attendu dans les images GLOSTAR complètes est de quelques dizaines de milliers de sources de différents types. « Il existe près de 100 sources par degré carré et nous utilisons toutes les informations disponibles pour les classer », explique Sac Medina, co-auteur des quatre articles et ancien doctorant au MPIfR, qui a réalisé le premier catalogue de sources et prépare actuellement le catalogue pour le plein écrans de configuration GLOSTAR D.

Depuis sa création, le MPIfR a effectué de nombreuses mesures approfondies du ciel radio, la plupart à des longueurs d’onde plus longues. Le relevé GLOSTAR est le premier relevé dans la gamme 4-8 GHz qui peut rivaliser avec les relevés IR spatiaux en termes d’échelles spatiales et de gammes dynamiques et donc un ensemble de données unique avec une réelle valeur patrimoniale pour une perspective globale de la formation d’étoiles dans notre galaxie.

GLOSTAR, la vue globale sur la formation d’étoiles dans la Voie lactée, utilise les récepteurs à large bande en bande C (4-8 GHz) du VLA et le radiotélescope de 100 m Effelsberg pour mener une enquête sans distorsion afin de caractériser les régions de formation d’étoiles dans la Voie lactée . Cette étude du plan médian galactique révèle des traceurs révélateurs des premiers stades de la formation d’étoiles à masse élevée : régions HII compactes, ultra-compactes et hyper-compactes et masers de méthanol (CH3OH) à 6,7 GHz, qui sont parmi les premiers stades évolutifs de la formation d’étoiles massives et peut être utilisé pour localiser de très jeunes objets stellaires, dont beaucoup sont encore profondément ancrés dans leur matériau de naissance. Le centre d’observation à 5,8 GHz comprend également les émissions de formaldéhyde (H2CO) à 4,8 GHz et plusieurs lignes de recombinaison radio (RRL), qui seront toutes présentées dans de futures publications. Les observations GLOSTAR ont été faites avec les configurations VLA B et D et le télescope Effelsberg 100 m pour la structure à grande échelle.


ASKAP jette un premier coup d’œil sur le plan galactique


Plus d’information:
A. Brunthaler et al., A Global Look at Star Formation: The GLOSTAR Galactic Plane Survey. I. Aperçu et premiers résultats pour la longitude galactique 28° Astronomy & Astrophysics (2021). DOI : 10.1051 / 0004-6361 / 202039856

R. Dokara et al., A Global Look at Star Formation: The GLOSTAR Galactic Plane Survey. II. Restes de supernova dans le premier quadrant de la Voie lactée, Astronomie & Astrophysique (2021). DOI : 10.1051 / 0004-6361 / 202039873 R.

G. Ortiz-Leon et al., A Global View on Star Formation: The GLOSTAR Galactic Plane Survey. III. Enquête maser méthanol 6,7 GHz dans Cygnus X, Astronomie & Astrophysique (2021). DOI : 10.1051 / 0004-6361 / 202140817

H. Nguyen et al., A Global Look at Star Formation: The GLOSTAR Galactic Plane Survey. IV. Preuve du continuum radio de jeunes objets stellaires dans la région du Centre Galactique, Astronomie & Astrophysique (2021). DOI : 10.1051 / 0004-6361 / 202140802

Fourni par la Société Max Planck

Citation: GLOSTAR: Detecting Atomic and Molecular Gas in the Milky Way (2021, 22 juillet), consulté le 22 juillet 2021 à partir de https://phys.org/news/2021-07-glostar-atomic-molecular-gas-milky . html

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