Trodimenzionalni model galaktičkog središta donosi sliku koju nitko dosad nije vidio

Trodimenzionalni model galaktičkog središta po prvi put omogućuje pogled na srce Mliječne staze iz jedinstvene perspektive.

U središtu Mliječne staze nalazi se kaotičan svijet gustih oblaka plina, jakog zračenja i gravitacijskih sila koje oblikuju budućnost galaksije. Taj dio poznat kao središnja molekularna zona (CMZ) udaljen je oko 26.000 svjetlosnih godina od Zemlje, a znanstvenici sada prvi put otkrivaju njegov izgled iz ptičje perspektive. Trodimenzionalni model galaktičkog središta, koji je izradila ekipa s UConn laboratorija za Mliječnu stazu, donosi sliku koju nitko dosad nije vidio — kartu srca naše galaksije izrađenu iz gomile podataka, sjena i valnih duljina.

CMZ je regija ekstremnih uvjeta i složenosti, ali i jedina takva zona u kojoj možemo detaljno proučavati nastanak zvijezda, kretanje plinova i potencijalni utjecaj na crnu rupu Sagittarius A* (Strijelac A*). Profesorica Cara Battersby i njezin tim izradili su niz radova (ovdje, ovdje, ovdje i ovdje) objavljenih u časopisu The Astrophysical Journal, u kojima mapiraju stotine oblaka plina kako bi rekonstruirali izgled tog područja u tri dimenzije, odozgo prema dolje.

“Volimo reći da je CMZ međustanica galaksije,” kaže Battersby. “Plin dolazi iz diska galaksije, ulazi u CMZ i zatim ili ostaje i kruži oko središta ili odlazi prema crnoj rupi u samom centru.”

Trodimenzionalni model galaktičkog središta pokazuje što se krije iza oblaka

U prvim radovima Battersby i njezin tim sastavili su detaljan katalog struktura unutar CMZ-a — mjerili su masu, radijus, temperaturu i brzinu širenja plinovitih oblaka. Sljedeći korak bio je analizirati manje strukture unutar tih oblaka, koje se smatraju potencijalnim mjestima rađanja novih skupina zvijezda. Treći rad predvodio je Daniel Walker, a četvrti doktorandica Dani Lipman.

“Zvijezde se formiraju samo kad je plin vrlo gust i hladan, a većina plina u galaktičkom centru je vruća i raspršena”, kaže Battersby. “Hladni oblaci apsorbiraju svjetlost iz središta galaksije i pojavljuju se kao sjene. Ako su iza, svjetlost prolazi, i oblaci nestaju iz vida.”

Koristeći tu razliku, istraživači su razvili metode za utvrđivanje relativne pozicije svakog oblaka — je li ispred ili iza središta galaksije. Treći rad fokusira se na radio valove koje apsorbiraju molekularni oblaci, dok četvrti koristi infracrvenu prašinu kako bi izračunao razinu zatamnjenja i tako odredio položaj oblaka u odnosu na galaktičko središte.

Zatim su modelirali položaje svih analiziranih oblaka i usporedili ih s postojećim teorijama o izgledu CMZ-a. Otkrili su da dosadašnji modeli zanemaruju dinamiku kretanja plinova i pojednostavljuju kompleksne orbite.

“Predstavili smo jednostavan eliptični model koji bolje odgovara opažanjima”, kaže Battersby. “U petom radu, koji Dani Lipman trenutno dovršava, predstavit ćemo kvantitativni model koji koristi sve dostupne podatke za preciznu rekonstrukciju CMZ-a.”

Taj novi model također uključuje javno dostupni kod, što omogućava drugim znanstvenicima i studentima da nadograđuju i proširuju model kad god postanu dostupni novi podaci. Znanost, ističe Lipman, mora biti otvorena i suradnička.

“Objavljivanje našeg koda ključno je za znanstvenu zajednicu”, kaže Lipman. “To je način da uključimo nove istraživače i ubrzamo rješavanje ovih velikih pitanja.”

Zahvaljujući ovom trodimenzionalnom modelu galaktičkog središta, znanstvenici prvi put mogu detaljno pratiti tokove plina prema crnoj rupi i testirati teorije o nastanku zvijezda u jednom od najekstremnijih okruženja u svemiru. Slika koju su izgradili nije samo vizualni prikaz — ona je ključ za razumijevanje dinamike srca naše galaksije.