Rastrear gas atómico y molecular en la Vía Láctea

Fig.1: Arriba: Imagen de radio continua del área piloto en un rango de 28 °

Al combinar dos de los radiotelescopios más potentes de la Tierra, un equipo internacional de investigadores dirigido por el Instituto de Radioastronomía Max Planck (MPIfR) en Bonn creó los mapas más sensibles de emisión de radio de grandes partes del plano de la galaxia norte. lejos. Los datos se recopilaron con el telescopio Karl G. Jansky VLA (Very Large Array) (VLA) en Nuevo México en dos configuraciones diferentes y el telescopio Effelsberg de 100 metros cerca de Bonn. Por primera vez, esto lo proporciona una vista general de radio que cubre todas las escalas angulares hasta 1,5 segundos de arco, el tamaño aparente de una pelota de tenis tirada en el suelo y vista desde un avión en vuelo. Contrariamente a estudios anteriores, GLOSTAR observó no solo un radio continuo en el rango de frecuencia de 4-8 GHz en polarización completa, sino también líneas espectrales que rastrean gas molecular (de metanol y formaldehído) y gas atómico usando una línea de recombinación de radio.

La revisión y los primeros resultados se publican en una serie de cuatro artículos relacionados en: Astronomía y astrofísica.

El proyecto Vista global de la formación de estrellas en la Vía Láctea (GLOSTAR) proporciona los mapas de emisión de radio más sensibles de grandes partes del plano norte de la galaxia, tomados con el telescopio Karl G. Jansky VLA (Very Large Array) en Nuevo México. en dos configuraciones diferentes y el radiotelescopio MPIfR Effelsberg de 100 metros. Actualmente se está utilizando un interesante conjunto de nuevos datos para estudiar el medio interestelar en la Vía Láctea, así como las estrellas masivas durante la infancia y la muerte. Poco después del 50 cumpleaños de Effelsberg, una serie de artículos basados ​​en los datos de GLOSTAR fueron publicados por Astronomía y astrofísica.

Si bien un interferómetro como el VLA puede producir imágenes muy nítidas del cielo, a menudo se pierden emisiones a gran escala. Sin embargo, la emisión de radio dispersa se puede recuperar agregando datos del telescopio Effelsberg de 100 metros, como se muestra en la Figura 1. «Esto muestra claramente que el telescopio Effelberg sigue siendo muy importante, incluso después de 50 años de funcionamiento», dice Andreas. Brunthaler, autor principal del primer artículo que revisa la encuesta y describe técnicas exigentes de reducción de datos. Para mapear los 145 grados cuadrados completos de la encuesta, el equipo tuvo que combinar imágenes más pequeñas de casi 50,000 posiciones diferentes. “Necesitábamos alrededor de 700 horas de observación de VLA, lo que generó casi 40 terabytes de datos sin procesar”, explica Sergio Dzib, quien dirigió la calibración de los datos de VLA. Si bien la parte de Effelsberg de la encuesta está en curso, los datos de la encuesta ya se están utilizando en una ciencia nueva y emocionante.

Estudios anteriores han encontrado solo alrededor del 30% del número esperado de remanentes de supernova en la Vía Láctea. Gracias a la sensibilidad sin precedentes del estudio GLOSTAR, se encontraron 80 nuevos candidatos solo en los datos de VLA, duplicando el número en el área observada. Con los datos de Effelsberg agregados, se espera que este número aumente. «Este es un paso importante hacia la resolución de este antiguo misterio de los restos de supernova desaparecidos», explica Rohit Dokara, estudiante de doctorado del MPIfR y autor principal del segundo artículo.

Gracias a los emocionantes resultados de los estudios submométricos e infrarrojos lejanos de la Tierra y el espacio, ahora se detectan en toda la galaxia masas de polvo frías y masivas que forman cúmulos masivos. Complementando estas revisiones, el estudio GLOSTAR proporciona imágenes muy poderosas y completas de rastros de formación de estrellas tanto ionizadas como moleculares en el Plano Galáctico.

El estudio también cubre el cercano complejo de formación de estrellas Cygnus X. Aquí se detectaron nuevas fuentes con una emisión de metanol máser de 6,7 GHz. «La línea de metanol de 6,7 GHz sólo se produce en regiones que producen estrellas muy masivas con una masa de al menos 8 masas solares», dice Karl Menten, director de MPIfR, iniciador del proyecto GLOSTAR. Descubrió este máser de metanol, la segunda línea espectral de longitud de onda de radio más fuerte, por primera vez en el medio interestelar hace exactamente 30 años. Si bien todos los máseres de metanol en el complejo Cygnus X están asociados con las emisiones de polvo, menos de la mitad de las fuentes también se detectan en el radio continuo.

«Estos máseres son balizas para estrellas en una etapa evolutiva muy temprana, incluso antes de que se detecten emisiones de radio detectables», explica Gisela Ortiz-León de MPIfR, que lidera el estudio de la región Cygnus X. Identificación de verdaderas estrellas «proto» masivas ha sido durante mucho tiempo un foco de investigación sobre la formación de estrellas.

Mientras que la luz óptica es fuertemente absorbida por el polvo interestelar, las ondas de radio se asoman a las regiones más centrales de la Vía Láctea. La búsqueda en el nuevo mapa continuo de VLA hacia el Centro Galáctico para la emisión de radio relacionada con posibles objetos estelares jóvenes en un catálogo publicado recientemente proporciona una mejor comprensión de su etapa evolutiva. «Aunque encontramos emisión de radio para muchos de ellos, muchos objetos no tienen equivalentes de emisión de radio y polvo, lo que sugiere que están más desarrollados y ya han dispersado sus nubes natales», dice Hans Nguyen, otro estudiante de doctorado en MPIfR. que está investigando sobre estos jóvenes objetos estelares. . Las fuentes de radio asociadas permiten reducciones adicionales en la tasa de formación de estrellas en el Centro Galáctico.

Catalogar una gran cantidad de fuentes también es un desafío. El número esperado de fuentes en las imágenes completas de GLOSTAR es de decenas de miles de fuentes de diversa naturaleza. «Hay cerca de 100 fuentes para cada grado, y usamos toda la información disponible para clasificarlas», explica Sac Medina, coautor de cuatro artículos y ex estudiante de doctorado del MPIfR que dirigió la publicación del primer catálogo de fuentes y actualmente está preparando un -catálogo de imágenes en la configuración D GLOSTAR.

Desde el principio, el MPIfR llevó a cabo muchos estudios exhaustivos del cielo radioeléctrico, la mayoría de ellos en longitudes de onda más largas. El estudio GLOSTAR es el primer estudio de 4-8 GHz que puede competir con la investigación espacial IR en términos de escalas espaciales y rangos dinámicos y, por lo tanto, proporcionará un conjunto de datos único con un valor histórico real para una visión global de la formación de estrellas en nuestra galaxia.

GLOSTAR, una vista global de la formación de estrellas en el estudio de la Vía Láctea, utiliza receptores de banda C de banda ancha (4-8 GHz) del VLA y el radiotelescopio Effelsberg de 100 metros para realizar un estudio imparcial para caracterizar las regiones de formación de estrellas en el Vía Láctea. Este estudio galáctico del plano medio detecta rastros característicos de las primeras etapas de la formación de estrellas de gran masa: regiones HII compactas, ultra e hipercompactas y máseres de metanol de 6,7 GHz (CH3OH), que rastrean algunas de las primeras etapas evolutivas de grandes formación de estrellas a escala, masa y se puede utilizar para determinar la posición de objetos estelares muy jóvenes, muchos de los cuales todavía están profundamente incrustados en el material natal. Las observaciones se centran en 5,8 GHz y también incluyen emisiones de formaldehído (H2CO) de 4,8 GHz y múltiples líneas de recombinación de radio (RRL), todas las cuales se presentarán en publicaciones futuras. Las observaciones de GLOSTAR se realizaron en las configuraciones VLA B y D y con el telescopio Effelsberg de 100 metros para una estructura a gran escala.

Proporcionado por la Sociedad Max Planck

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