약 138억 년 전, 우리 우주는 우리가 알고 있는 최초의 아원자 입자와 물리 법칙을 일으킨 거대한 폭발로 탄생했습니다. 약 370,000년 후에 수소가 형성되는데, 이는 별의 기본 빌딩 블록이며 내부에서 수소와 헬륨을 융합하여 더 무거운 모든 원소를 형성합니다. 수소는 우주에서 가장 널리 퍼진 요소로 남아 있지만 수소 가스의 개별 구름은 성간 매질(ISM)에서 감지하기 어려울 수 있습니다.

이것은 은하와 우주의 진화에 대한 단서를 제공할 별 형성의 초기 단계를 연구하기 어렵게 만듭니다. 의 천문학자들이 이끄는 국제 팀 막스 플랑크 천문학 연구소 (MPIA)는 최근 우리 은하에서 수소 원자 가스의 거대한 필라멘트의 존재를 발견했습니다. 매기(Maggie)라고 불리는 이 구조는 약 55,000광년 떨어져 있습니다. 은하수) 우리 은하에서 관찰된 가장 높은 구조물 중 하나입니다.

그들의 연구 결과를 설명하는 연구는 최근 저널에 게재되었습니다. 천문학 및 천체 물리학그리고 Jonas Seid 박사 주도 MPIA 학생. 그는 비엔나 대학의 연구원들과 합류했습니다. 하버드-스미소니언 천체 물리학 센터 (CfA), 막스 플랑크 전파천문연구소 (MPIFR), 캘거리 대학교, 하이델베르그 대학교, 천체 물리학 및 행성 과학 센터, Argelander- 천문학 연구소인도 과학 연구소 및 나사제트 추진 연구소(JPL)제트 추진 연구실).

연구는 얻은 데이터를 기반으로합니다 우리은하의 HI/OH/재결합선 조사 (THOR) 기반의 모니터링 소프트웨어 Karl G. Jansky의 초대형 컬렉션 (VLA) 뉴멕시코. 이 프로젝트는 VLA의 센티미터파 전파 접시를 사용하여 분자 구름의 형성, 원자를 분자 수소로 변환, 은하의 자기장, ISM 및 별 형성과 관련된 기타 질문을 연구합니다.

궁극적인 목표는 두 가지 가장 일반적인 수소 동위 원소가 어떻게 수렴하여 새로운 별으로 떠오르는 빽빽한 구름을 형성하는지 결정하는 것입니다. 동위 원소에는 양성자 1개, 전자 1개로 구성되며 중성자는 없는 원자 수소(H)와 분자 수소(H)가 있습니다.₂) 공유 결합에 의해 함께 유지되는 두 개의 수소 원자로 구성됩니다. 후자는 새로운 별이 결국 나타나는 서리가 내린 지역을 개발할 상대적으로 조밀한 구름으로 응축됩니다.

이 이미지는 유럽우주국(European Space Agency)의 가이아(Gaia) 위성이 측정한 은하수의 측면 모습을 보여줍니다. 어두운 띠는 가스와 먼지로 구성되어 있으며 병합된 별의 빛을 소멸시킵니다. 우리은하의 은하 중심은 이미지의 오른쪽에 표시되며 어두운 영역 아래에서 밝게 빛납니다. 중앙 왼쪽에 있는 상자는 “Maggie” 스레드의 위치를 ​​나타냅니다. 원자 수소의 분포를 보여줍니다. 색상은 다른 가스 속도를 나타냅니다. 크레딧: ESA/Gaia/DPAC, CC BY-SA 3.0 IGO 및 T. Müller/J. Syd/MPIA

원자 수소가 분자 수소로 전환되는 과정은 아직 많이 알려지지 않았기 때문에 이 매우 긴 실을 특히 흥미로운 발견으로 만들었습니다. 분자 가스의 알려진 가장 큰 구름은 길이가 약 800광년인 반면 동방 박사는 길이가 3,900광년이고 너비가 130광년입니다. Syed가 최근 MPIA에서 설명했듯이 보도 자료:

“이 스레드는 이 성공에 기여했습니다.. 우리는 당신이 어떻게 거기에 도착했는지 아직 정확히 모릅니다. 그러나 그 끈은 우리은하 평면 아래로 약 1,600광년 뻗어 있다. 관찰을 통해 우리는 수소 기체의 속도를 결정할 수 있었습니다.. 이를 통해 퓨즈를 따라 속도가 거의 다르지 않음을 보여줄 수 있습니다.“

팀의 분석에 따르면 필라멘트의 재료는 평균 속도가 54km/s인 것으로 나타났습니다.^-1, 그들은 주로 은하수 디스크의 회전에 대해 측정하여 결정했습니다. 이것은 방사선의 파장이 21cm(일명 “수소 라인THOR의 회장이자 연구 공동 저자인 Henrik Beuther는 “이 관측을 통해 우리는 수소 가스의 속도를 결정할 수 있었다”며 “이를 통해 우리는 우주를 따라가는 속도를 보여줄 수 있었다”고 말했다. 필라멘트는 거의 다르지 않습니다.”

이 가색 이미지는 21cm의 파장에서 측정된 원자 수소의 분포를 보여줍니다. 빨간색 점선은 “Maggie” 리드를 추적합니다. 신용: c. 마스터 / MPIA

이를 통해 연구자들은 Maggi가 일관된 구조라는 결론을 내렸습니다. 이 결과는 비엔나 대학의 천체 물리학자이자 논문의 공동 저자인 Juan de Soler가 1년 전에 수행한 관측을 확인시켜줍니다. 실을 발견했을 때 그는 그 강을 그의 고향 콜롬비아에서 가장 긴 강인 Río Magdalena(영어: Margaret 또는 “Maggie”)라고 명명했습니다. Maggie는 THOR 데이터에 대한 Soler의 이전 평가에서 식별될 수 있었지만 현재 연구만이 이것이 일관된 구조라는 합리적인 의심의 여지가 없이 입증되었습니다.

이전에 발표된 데이터를 기반으로 팀은 Maggi가 질량의 일부로 8%의 수소 분자를 포함하고 있다고 추정했습니다. 더 자세히 조사한 결과, 팀은 가스가 필라멘트를 따라 여러 지점에서 수렴되는 것을 알아차리고 수소 가스가 해당 위치의 큰 구름에 축적되고 있다는 결론을 내렸습니다. 그들은 또한 원자 가스가 그러한 환경에서 점차적으로 분자 형태로 응축될 것이라고 예측했습니다.

“그러나 많은 질문이 풀리지 않은 채로 남아 있습니다.”라고 Syed는 덧붙였습니다. “분자 가스 분획에 대한 더 많은 단서를 제공할 수 있는 추가 데이터는 이미 분석을 기다리고 있습니다.” 다행스럽게도 여러 우주 및 지상 기반 관측소가 곧 가동될 예정이며 미래에 이러한 필라멘트를 연구할 수 있는 망원경이 장착될 것입니다. 여기에는 다음이 포함됩니다. 제임스 웹 우주 망원경 (JWST)와 같은 라디오 투표 평방 킬로미터 배열 (SKA), 우리가 우주의 가장 초기 기간을 볼 수 있게 해 줄 것입니다(“우주의 새벽“) 그리고 우리 세계의 첫 번째 별.

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이 연구에 대한 자세한 내용은 다음을 참조하십시오. 3,900광년 길이의 거대한 필라멘트 구조가 우리 은하에서 발견되었습니다..

참조: “매기 필라멘트”: 거대한 원자 구름의 물리적 특성” J. Syed, JD Soler, H. Beuther, Y. Wang, S. Suri, JD Henshaw, M. Riener, S. Bialy, S. Rezaei Kh ., JM Stil, PF Goldsmith, MR Rugel, SCO Glover, RS Klessen, J. Kerp, JS Urquhart, J. Ott, N. Roy, N. Schneider, RJ Smith, SN Longmore 및 H. Linz, 2021년 12월 20일, 여기에서 사용할 수 있습니다. 천문학 및 천체 물리학.
DOI: 10.1051 / 0004-6361 / 202141265