Genom att kombinera två av de mest kraftfulla radioteleskopen på jorden, ett internationellt team av forskare under ledning av Max Planck Institute for Radio Astronomy (MPIfR) i Bonn, skapat de känsligaste kartorna över radioutsläppen från stora delar av det norra galaktiska planet hittills. Data togs med Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) i New Mexico i två olika konfigurationer och 100-m Effelsberg-teleskopet nära Bonn. Detta ger för första gången en radioundersökning som täcker alla vinkelskalor ner till 1,5 bågsekunder, den skenbara storleken på en tennisboll som ligger på marken och sett från ett flygande plan. I motsats till tidigare undersökningar, GLOSTAR observerade inte bara radiokontinuumet i frekvensområdet från 4-8 GHz i full polarisation, men samtidigt också spektrallinjer som spårar molekylgasen (från metanol och formaldehyd) och atomgas via radiorekombinationslinjer.

En översikt och första resultat publiceras i en serie om fyra relaterade artiklar i Astronomi &Astrofysik .

Global View on Star formation in the Milky Way (GLOSTAR)-projektet ger de mest känsliga kartorna över radioutsläppen från stora delar av det norra galaktiska planet hittills, tagen med Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) i New Mexico i två olika konfigurationer och MPIfR:s 100-m Effelsberg radioteleskop. Den spännande uppsättningen nya data används nu för att studera det interstellära mediet i Vintergatan såväl som massiva stjärnor i sin linda och död. Strax efter 50-årsdagen för radioteleskopet Effelsberg, en serie artiklar baserade på GLOSTAR-data har nu publicerats av Astronomi &Astrofysik .

Medan en interferometer som VLA kan producera mycket skarpa bilder av himlen, det storskaliga utsläppet går ofta förlorat. Dock, den diffusa radioemissionen kan återställas genom att lägga till data från 100-m Effelsberg-teleskopet, som visas i fig. 1. "Detta visar tydligt att Effelberg-teleskopet fortfarande är mycket avgörande, även efter 50 års drift", säger Andreas Brunthaler, huvudförfattare till det första dokumentet som ger en översikt över undersökningen och beskriver de utmanande dataminskningsteknikerna som är involverade. För att kartlägga undersökningens hela 145 kvadratgrader, teamet var tvungen att kombinera mindre bilder från nästan 50, 000 olika positioner. "Vi behövde cirka 700 timmars observationstid på VLA, som genererade nästan 40 terabyte i rådata", förklarar Sergio Dzib, som ledde datakalibreringsinsatserna för VLA-data. Medan Effelsberg-delen av undersökningen pågår, undersökningsdata används redan för ny och spännande vetenskap.

Tidigare undersökningar har bara upptäckt cirka 30 % av det förväntade antalet supernovarester i Vintergatan. Tack vare den oöverträffade känsligheten hos GLOSTAR-undersökningen, det var möjligt att hitta 80 nya kandidater enbart i VLA-data, fördubbling av antalet i det observerade området. Med tillägg av Effelsberg-data, denna siffra förväntas stiga. "Detta är ett viktigt steg för att lösa detta långvariga mysterium med de saknade supernovaresterna", förklarar Rohit Dokara, doktorand vid MPIfR och huvudförfattare på den andra uppsatsen.

Med de spännande resultaten av submm och långt infraröda våglängdsundersökningar från marken och rymden detekteras de massiva och kalla dammklumparna från vilka massiva hopar bildas nu galaxvida. Som komplement till dessa undersökningar, GLOSTAR-undersökningen ger en mycket kraftfull och omfattande bilder av, både, de joniserade och molekylära spåren av stjärnbildning i det galaktiska planet.

Undersökningen omfattar också det närliggande Cygnus X-stjärnbildande komplexet. Här, nya källor med 6,7 GHz metanolmaser-emission upptäcktes. "6,7 GHz-linjen från metanol finns uteslutande i regioner där mycket massiva stjärnor med minst 8 solmassor bildas", säger Karl Menten, direktör på MPIfR, initiativtagaren till GLOSTAR. Han upptäckte denna metanolmaser, den näst starkaste radiovåglängdsspektrallinjen, för första gången i det insterstellära mediet för exakt 30 år sedan. Medan alla metanolmasrar i Cygnus X-komplexet är förknippade med stoftutsläpp, mindre än hälften av källorna detekteras också i radiokontinuumet.

"Dessa masers är vägvisare för stjärnor i ett mycket tidigt evolutionärt skede, även innan detekterbar radioemission kan ses", förklarar Gisela Ortiz-León från MPIfR, som leder studien av Cygnus X-regionen. Att identifiera äkta massiva "proto"-stjärnor har länge varit ett mål för forskning om stjärnbildning.

Medan optiskt ljus absorberas kraftigt av interstellärt damm, radiovågor tillåter en titt in i de mest centrala delarna av Vintergatan. Söker på den nya kontinuumskartan som observerats med VLA mot Galactic Center för radioemission associerad med potentiella unga stjärnobjekt från en nyligen publicerad katalog, möjliggör en bättre förståelse av deras evolutionära skede. "Medan vi hittar radioutstrålning för ett stort antal av dem, många av föremålen saknar radiomotsvarigheter och damm, vilket tyder på att de är mer utvecklade och redan har spridit sina födelsemoln", rapporterar Hans Nguyen, en annan doktorand vid MPIfR, som leder studien av dessa unga stjärnobjekt. De associerade radiokällorna möjliggör ytterligare begränsningar för stjärnbildningshastigheten i Galactic Center.

Att katalogisera det stora antalet källor är också en utmaning. Det förväntade antalet källor i de fullständiga GLOSTAR-bilderna är några tiotusentals källor av olika karaktär. "Det finns nästan 100 källor per kvadratgrad och vi använder all tillgänglig information för att klassificera dem", förklarar Sac Medina, medförfattare till de fyra uppsatserna och en tidigare doktorand vid MPIfR, som ledde det första källkatalogpapperet och det förbereder för närvarande katalogen över de fullständiga GLOSTAR D-konfigurationsbilderna.

Sedan dess mycket tidiga dagar, MPIfR har genomfört många omfattande undersökningar av radiohimlen, de flesta av dem på längre våglängder. GLOSTAR-undersökningen är den första undersökningen i 4-8 GHz-regimen som kan konkurrera med rymd-IR-undersökningar när det gäller rumsliga skalor och dynamiska intervall och kommer därför att tillhandahålla en unik datamängd med verkligt arvsvärde för ett globalt perspektiv på stjärnbildning i vår Galaxy.

GLOSTAR, den globala synen på stjärnbildning i Vintergatan använder bredbands (4-8 GHz) C-bandsmottagare i VLA och Effelsberg 100-m radioteleskop för att genomföra en opartisk undersökning för att karakterisera stjärnbildande regioner i Vintergatan . Denna undersökning av det galaktiska mittplanet upptäcker kontrollampa spår från tidiga faser av högmassstjärnbildning:kompakt, ultra- och hyperkompakta HII-regioner, och 6,7 GHz metanol (CH3OH) masers, som spårar några av de tidigaste evolutionära stadierna i bildandet av stjärnor med hög massa och kan användas för att fastställa positionerna för mycket unga stjärnobjekt, många av dem fortfarande djupt inbäddade i sitt förlossningsmaterial. Observationscentret vid 5,8 GHz och täcker även utsläpp från 4,8 GHz formaldehyd (H2CO) och flera radiorekombinationslinjer (RRL), som alla kommer att presenteras i framtida publikationer. GLOSTAR-observationerna gjordes med VLA B- och D-konfigurationer och Effelsberg 100-m-teleskopet för den storskaliga strukturen.