Den centrala zonen i vår galax är värd för Vintergatans största, tätaste samlingen av gigantiska molekylära moln, råmaterial för att göra tiotals miljoner stjärnor. Den här bilden kombinerar infraröd arkivering (blå), radio (röd) och nya mikrovågsobservationer (grön) från det Goddard-utvecklade GISMO-instrumentet. Den sammansatta bilden avslöjar utsläpp från kallt damm, områden med kraftig stjärnbildning, och filament som bildas vid kanterna av en bubbla som blåses av någon kraftfull händelse i galaxens centrum. Bilden är cirka 750 ljusår bred. Kredit:NASA:s Goddard Space Flight Center
En funktion som liknar en godiskäpp visas i mitten av denna färgglada sammansatta bild av vår Vintergatans centrala zon. Men detta är ingen kosmisk konfekt. Den sträcker sig över 190 ljusår och är en av en uppsättning långa, tunna strängar av joniserad gas som kallas filament som sänder ut radiovågor.
Den här bilden inkluderar nyligen publicerade observationer med ett instrument designat och byggt vid NASA:s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland. Kallas Goddard-IRAM Superconducting 2-Millimeter Observer (GISMO), instrumentet användes tillsammans med ett 30-meters radioteleskop beläget på Pico Veleta, Spanien, drivs av Institute for Radio Astronomy in the Millimeter Range med huvudkontor i Grenoble, Frankrike.
"GISMO observerar mikrovågor med en våglängd på 2 millimeter, tillåter oss att utforska galaxen i övergångszonen mellan infrarött ljus och längre radiovåglängder, sade Johannes Staguhn, en astronom vid Johns Hopkins University i Baltimore som leder GISMO-teamet på Goddard. "Var och en av dessa delar av spektrumet domineras av olika typer av utsläpp, och GISMO visar oss hur de länkar samman."
GISMO upptäckte det mest framträdande radiofilamentet i det galaktiska centrumet, känd som Radio Arc, som utgör den raka delen av den kosmiska godisröret. Detta är den kortaste våglängden vid vilken dessa konstiga strukturer har observerats. Forskare säger att filamenten avgränsar kanterna på en stor bubbla som produceras av någon energisk händelse i det galaktiska centrumet, ligger inom den ljusa regionen känd som Skytten A cirka 27, 000 ljusår bort från oss. Ytterligare röda bågar i bilden avslöjar andra filament.
"Det var en riktig överraskning att se Radio Arc i GISMO-data, sa Richard Arendt, en gruppmedlem vid University of Maryland, Baltimore County och Goddard. "Dess emission kommer från höghastighetselektroner som spiralerar i ett magnetfält, en process som kallas synkrotronemission. En annan funktion som GISMO ser, kallad skäran, är förknippad med stjärnbildning och kan vara källan till dessa höghastighetselektroner."
Den här bilden av den inre galaxens färgkodar olika typer av emissionskällor genom att slå samman mikrovågsdata (grön) som kartlagts av instrumentet Goddard-IRAM Superconducting 2-Millimeter Observer (GISMO) med infrarött (850 mikrometer, blå) och radioobservationer (19,5 centimeter, röd). Där stjärnbildning är i sin linda, kallt damm visar blått och cyan, såsom i Skytten B2 molekylära molnkomplex. Gult avslöjar mer välutvecklade stjärnfabriker, som i Skytten B1-molnet. Rött och orange visar var högenergielektroner interagerar med magnetfält, såsom i Radiobågen och Skytten A-inslag. Ett område som kallas skäran kan förse partiklarna som ansvarar för att radiobågen lyser. Inom den ljusa källan Skytten A ligger Vintergatans monstersvarta hål. Bilden spänner över ett avstånd på 750 ljusår. Kredit:NASA:s Goddard Space Flight Center
Två artiklar som beskriver den sammansatta bilden, en ledd av Arendt och en ledd av Staguhn, publicerades den 1 november i Astrofysisk tidskrift .
Bilden visar den inre delen av vår galax, som är värd för den största och tätaste samlingen av gigantiska molekylära moln i Vintergatan. Dessa stora, kalla moln innehåller tillräckligt tät gas och damm för att bilda tiotals miljoner stjärnor som solen. Utsikten spänner över en del av himlen med en diameter på cirka 1,6 grader – motsvarande ungefär tre gånger månens skenbara storlek – eller cirka 750 ljusår bred.
För att göra bilden, teamet skaffade GISMO-data, visas i grönt, i april och november 2012. De använde sedan arkivobservationer från Europeiska rymdorganisationens Herschel-satellit för att modellera det långt infraröda skenet av kallt damm, som de sedan subtraherade från GISMO-data. Nästa, de tillade, i blått, befintliga 850 mikrometers infraröda data från SCUBA-2-instrumentet på James Clerk Maxwell-teleskopet nära Maunakeas topp, Hawaii. Till sist, de tillade, i rött, arkiv med längre våglängd 19,5-centimeters radioobservationer från National Science Foundations Karl G. Jansky Very Large Array, ligger nära Socorro, New Mexico. Infraröd- och radiodata med högre upplösning bearbetades sedan för att matcha GISMO-observationerna med lägre upplösning.
Den resulterande bilden färgkodar i huvudsak olika emissionsmekanismer.
Blå och cyan drag avslöjar kallt damm i molekylära moln där stjärnbildningen fortfarande är i sin linda. Gula drag, som Arches-filamenten som utgör godisrörets handtag och Sagittarius B1 molekylära moln, avslöja närvaron av joniserad gas och visa välutvecklade stjärnfabriker; detta ljus kommer från elektroner som bromsas men inte fångas av gasjoner, en process som även kallas fri-fri emission. Röda och orangea områden visar områden där synkrotronemission sker, som i den framstående Radio Arc och Sagittarius A, den ljusa källan i galaxens centrum som är värd för dess supermassiva svarta hål.
