Dünya – galaksideki küçük mavi noktanız – Merkezi Moleküler Bölge (CMZ) adı verilen Samanyolu’nun büyüleyici ve aktif bir bölgesinden yaklaşık 26.000 ışık yılı uzaklıktadır. Bu bölge, yıldızların nasıl doğduğuna, enerjinin galaksimizde nasıl hareket ettiği ve hatta karanlık madde hakkında bazı detaylar hakkında ipuçları tutar.
Bununla birlikte, bu alanı analiz etmek zordur, çünkü Samanyolu hakkında yukarıdan aşağıya net bir görünümümüz yoktur. UConn’un Samanyolu Laboratuvarı, Fizik Departmanı Doçent Cara Battersby tarafından yönetilen, kapsamlı analizlerini ve CMZ’nin 3 boyutlu yukarıdan aşağıya modelini dört makalede sunar. Astrofizik Dergisi.
CMZ, aşırı ve karmaşıklıktan oluşan bir bölgedir, ancak aynı zamanda ayrıntılı olarak çalışabileceğimiz tek CMZ’dir.
“CMZ’ye Galaksinin Yolu İstasyonu olarak adlandırmayı seviyoruz: Galaksinin diskinden toz şeritleri boyunca akan gaz arasında CMZ’ye,” Battersby diyor. “Bu gaz ya CMZ’de kalır ve galaksinin merkezinin etrafındaki yörüngeler, burada bazen yıldız oluşturur veya galaksinin ortasındaki süper kütleli kara deliğe gidebilir.”
Battersby’nin daha fazla bilgi edinmekle ilgilendiği bir soru, Samanyolu’nun Sagittarius A, “yemler” veya aktif olarak malzeme toplar. Galaktik bir yol istasyonu olarak, CMZ bu malzemelerin kara deliğe ne zaman ve gittiğini kontrol eder. Bu soruyu cevaplamak için doğrudan gözlemler yapmak zordur çünkü CMZ çok fazla gaz, toz ve yıldızın yanı sıra çok uzakta olduğumuz ve sadece yandan görebildiğimiz gerçeğiyle ev sahipliği yapıyor.
“Kendi CMZ’nin bu gaz girişini nasıl düzenlediğini anlamak için yukarıdan aşağıya bir resme ihtiyacımız var,” Battersby diyor. “Muhtemelen Galaktik Merkezimizin yüz binlerce görüntüsü var, hepsi bu yana perspektif.
“Bu bulutlar hakkında istediğimiz her şeyi öğrenebiliriz, ancak hangilerinin kara deliğe doğru aktığını veya hangilerinin yörüngede olduğunu bilmiyorsanız, CMZ’nin bu gaz akışını nasıl düzenlediği hakkında gerçekten hiçbir şey söyleyemezsiniz. Üç boyutlu gaz dağılımını modellemek için daha iyi bir iş yapabiliriz.”
Bu makale dizisinde, Battersby’nin araştırma grubu, CMZ’nin mümkün olan en iyi üç boyutlu görünümünü oluşturmak için galaksinin bu bölgesindeki bulutların ölçülmesini ve katalog yönlerini ölçmek ve kataloglamak için mevcut tüm kanıtları ele alıyor.
İlk adım, CMZ’deki kapsamlı bir yapı kataloğunu derlemek ve bir ve iki kağıtlarda tarif edilen kütle, yarıçap, sıcaklık ve hız dispersiyonu gibi fiziksel ve kinematik özelliklerini ölçmekti.
Bu kapsamlı kataloglarla, sonraki iki makale katalog içindeki yıldız kümelerinin doğum yerleri olabilecek bireysel moleküler bulutlar olduğu düşünülen küçük ölçekli yapılara odaklanıyor. Üçüncü makale eski doktora sonrası arkadaşı Daniel Walker tarafından yönetildi ve dördüncü makale mevcut Ph.D. Öğrenci Dani Lipman.
Galaktik merkezi çok parlaktır ve birçok dalga boyunda ışık yayar, bu nedenle moleküler bulutların özellikleri içindeki konumları hakkında ipuçları verir. Araştırmacılar, Galaktik Merkezin önünde veya arkasında hangi bulutların olduğunu ölçmek ve belirlemek için farklı yaklaşımlar kullandılar.
“Bu moleküler bulutlar, yıldızların sadece gaz çok yoğun ve çok soğuk olduğunda oluştuğu yerlerdir ve Galaktik Merkezdeki gazın çoğu sıcak ve dağınık olduğunda,” Battersby diyor.
“Bu serin, yoğun gaz kozaları, galaktik merkezin önündeyken, galaktik merkezden gelen parlak ışığı emdikleri ve gölgelere benzedikleri anlamına gelir. Öte yandan, eğer bu bulutlar Galaktik Merkezin arkasındaysa, bu ışık geçer ve bulutlar bu ışığı hiç engellemez.”
Araştırmacılar, çok fazla ışık engellenirse, bulutun galaktik merkezin önünde olduğu varsayımıyla moleküler bulutlar tarafından ne kadar ışığın engellendiğini ölçmek için yeni teknikler geliştirdiler.
“Üç ve dördüncü makaleler iki farklı teknik kullanır. Üçüncü kağıt ışığın radyo dalga boylarına odaklanır ve radyo dalga boylarını emen moleküler bulutlara odaklanır. Dördüncü kağıt, kızılötesi toz yok olmasına odaklanır ve bulutun özelliklerine göre ‘gölgeyi’ ölçmek için dikkatli bir tekniği detaylandırır, böylece galaktik merkezin önünde veya arkasında olma olasılığını ölçer,” Battersby diyor.
Daha sonra, araştırmacılar CMZ’de verilerinin önerdiklerini modellediler ve Galaktik Merkezin yukarıdan aşağıya nasıl görünebileceğine dair mevcut modellerle karşılaştırdılar.
Galaktik merkezimizin neye benzeyebileceğine dair üç baskın model vardı ve Battersby, moleküler bulutların yerlerinin mevcut farklı modellerde biraz değiştiğini söylüyor. Çeşitli bulutların dinamik hareketlerini hesaba katarak, araştırmacılar mevcut modellerin bu karmaşıklıktan yoksun olduğunu ve CMZ’deki gaz akışını incelemek için daha fazla çalışmaya ihtiyaç olduğunu buldular.
“Üçüncü kağıt, önceki modellerden biraz daha iyi uyum sağlayan yeni bir basit Elipse modeli sundu. Dani Lipman şu anda Galaxy’nin CMZ’sinin yukarıdan aşağıya görünümünün nicel en uygun modelini sunan ve kamu kodunun yayınlanmasını içeren kağıt en iyi uyumlu bir model sunuyor, böylece gelecekteki araştırmacılar yeni veri geldikçe CMZ’nin yukarıdan aşağıya modelini geliştirmeye devam ediyor.”
Lipman, beş makalenin, belirli bir bulutun Yay. Bu pozisyonlar daha sonra CMZ için en uygun yukarıdan aşağıya model bulmak için kullanılır. Model, daha fazla veri mevcut hale geldikçe sürekli olarak güncellenir ve geliştirilir,
“Modern bilim harika bir işbirlikçidir, bu nedenle kodumuzu yayınlamak, topluma katılmanın ve bu soruları cevaplamaya istekli yeni bilim adamlarına ve öğrencilere kaynaklar sunmanın büyük bir parçasıdır.” Lipman diyor.
Bu makale serisi, Galaxy’nin CMZ’sinin 3D yapısını anlamada ileriye dönük büyük bir adımdır ve Battersby’s Samanyolu Lab gibi araştırmacıların galaksimizle ilgili soruları cevaplamaya başlamalarını sağlar.
“CMZ, biriken bir süper kütleli kara delik ve son derece çalkantılı bir ortamda yıldız oluşumu gibi evrende görülen aşırı fenomenlere ‘yakın’ erişim sağlar.” Battersby diyor.
“3D yapının kara deliğe doğru akışlarını izlemek ve aşırı bir ortamda yıldız oluşumu teorilerini test etmek için gereklidir, çünkü bu dinamik ortamda her şeyin nerede olduğunu bilmeniz gerekir.”
