Một kính viễn vọng Nhật Bản đã tạo ra hình ảnh sóng vô tuyến chi tiết nhất của chúng ta về thiên hà Milky Way. Trong khoảng thời gian 3 năm, kính viễn vọng Nobeyama 45 mét đã quan sát Dải Ngân hà trong 1100 giờ để tạo ra bản đồ. Hình ảnh này là một phần của dự án có tên FUGIN (Khảo sát hình ảnh máy bay thiên hà FOREST không thiên vị với kính viễn vọng Nobeyama 45 m.) Nhóm nghiên cứu đa tổ chức đằng sau FUGIN đã giải thích dự án này trong ấn phẩm của Hiệp hội Thiên văn học Nhật Bản và tại arXiv.
Kính thiên văn 45 mét Nobeyama được đặt tại Đài quan sát Đài phát thanh Nobeyama, gần Minamimaki, Nhật Bản. Kính thiên văn đã hoạt động ở đó từ năm 1982 và đã có nhiều đóng góp cho thiên văn vô tuyến sóng milimet trong cuộc sống của nó. Bản đồ này được tạo bằng bộ thu FOREST mới được cài đặt trên kính viễn vọng.
Khi chúng ta nhìn lên Dải Ngân hà, có thể thấy rất nhiều ngôi sao và khí và bụi. Nhưng cũng có những điểm tối, trông giống như những khoảng trống. Nhưng họ không phải là tiếng nói; chúng là những đám mây lạnh của khí phân tử không thể phát ra ánh sáng nhìn thấy được. Để xem những gì xảy ra trong những đám mây đen này đòi hỏi phải có kính viễn vọng vô tuyến như Nobeyama.
Nobeyama là kính viễn vọng vô tuyến sóng milimet lớn nhất thế giới khi nó bắt đầu hoạt động và nó luôn có độ phân giải lớn. Nhưng máy thu FOREST mới đã cải thiện độ phân giải không gian gấp 10 lần của kính viễn vọng. Sức mạnh gia tăng của máy thu mới cho phép các nhà thiên văn học tạo ra bản đồ mới này.
Bản đồ mới bao phủ một khu vực của bầu trời đêm rộng tới 520 Moons đầy đủ. Chi tiết của bản đồ mới này sẽ cho phép các nhà thiên văn học nghiên cứu cả cấu trúc quy mô lớn và quy mô nhỏ một cách chi tiết mới. FUGIN sẽ cung cấp dữ liệu mới về các cấu trúc lớn như nhánh xoắn ốc, và thậm chí toàn bộ dải Ngân hà, xuống các cấu trúc nhỏ hơn như các lõi đám mây phân tử riêng lẻ.
FUGIN là một trong những dự án kế thừa cho Nobeyama. Các dự án này được thiết kế để thu thập dữ liệu cơ bản cho các nghiên cứu thế hệ tiếp theo. Để thu thập dữ liệu này, FUGIN đã quan sát một khu vực có diện tích 130 độ vuông, chiếm hơn 80% diện tích giữa vĩ độ thiên hà -1 và +1 độ và kinh độ thiên hà từ 10 đến 50 độ và từ 198 đến 236 độ. Về cơ bản, bản đồ đã cố gắng bao phủ các góc phần tư thứ 1 và thứ 3 của thiên hà, để chụp các nhánh xoắn ốc, cấu trúc thanh và vòng khí phân tử.
Mục đích của FUGIN là nghiên cứu các tính chất vật lý của khí phân tử khuếch tán và đậm đặc trong thiên hà. Nó thực hiện điều này bằng cách thu thập dữ liệu đồng thời trên ba đồng vị carbon dioxide: 2CO, 13CO và 18CO. Các nhà nghiên cứu đã có thể nghiên cứu sự phân bố và chuyển động của khí, và cả các đặc tính vật lý như nhiệt độ và mật độ. Và việc học đã được đền đáp.
FUGIN đã tiết lộ những điều ẩn trước đó. Chúng bao gồm các sợi vướng víu mà người sói rõ ràng trong các cuộc khảo sát trước đây, cũng như cả cấu trúc chi tiết và rộng của các đám mây phân tử. Động học quy mô lớn của khí phân tử như cánh tay xoắn ốc cũng đã được quan sát.
Nhưng mục đích chính là cung cấp một bộ dữ liệu phong phú cho công việc trong tương lai của các kính thiên văn khác. Chúng bao gồm các kính thiên văn vô tuyến khác như ALMA, nhưng cũng có các kính thiên văn hoạt động trong vùng hồng ngoại và các bước sóng khác. Điều này sẽ bắt đầu khi dữ liệu FUGIN được phát hành vào tháng 6 năm 2018.
Thiên văn học sóng vô tuyến milimet rất mạnh bởi vì nó có thể nhìn thấy những vật thể trong không gian mà các kính thiên văn khác có thể. Nó đặc biệt hữu ích cho việc nghiên cứu các đám mây khí lạnh, lớn nơi các ngôi sao hình thành. Những đám mây này lạnh đến -262C (-440F.) Ở nhiệt độ thấp, phạm vi quang học có thể nhìn thấy chúng, trừ khi một ngôi sao sáng đang chiếu sáng phía sau chúng.
Ngay cả ở những nhiệt độ cực thấp này, vẫn có những phản ứng hóa học xảy ra. Điều này tạo ra các phân tử như carbon monoxide, vốn là trọng tâm của dự án FUGIN, nhưng cũng là các phân tử khác như formaldehyd, rượu ethyl và rượu methyl. Những phân tử này phát ra sóng vô tuyến trong phạm vi milimet, mà các kính viễn vọng vô tuyến như Nobeyama có thể phát hiện.
Mục đích cấp cao nhất của dự án FUGIN, theo nhóm đứng sau dự án, là để cung cấp thông tin quan trọng về sự chuyển đổi từ khí nguyên tử sang khí phân tử, hình thành các đám mây phân tử và khí dày đặc, tương tác giữa các khu vực hình thành sao và liên sao khí, vân vân. Chúng tôi cũng sẽ điều tra sự biến đổi của các tính chất vật lý và cấu trúc bên trong của các đám mây phân tử trong các môi trường khác nhau, chẳng hạn như cánh tay / liên kết và thanh, và giai đoạn tiến hóa, ví dụ, được đo bằng hoạt động hình thành sao.
Bản đồ mới từ Nobeyama này hứa hẹn rất nhiều. Một bộ dữ liệu phong phú như thế này sẽ là một phần quan trọng của câu đố thiên hà trong nhiều năm tới. Các chi tiết được tiết lộ trong bản đồ sẽ giúp các nhà thiên văn học trêu chọc nhiều chi tiết hơn về cấu trúc của các đám mây khí, cách chúng tương tác với các cấu trúc khác và cách các ngôi sao hình thành từ những đám mây này.
