Hur beter sig gasen i mitten av Vintergatan? Forskare från Heidelbergs universitet, i samarbete med kollegor från University of Oxford, undersökte nyligen gasmolns rörelse i en omfattande datorsimulering. Den nya modellen gör det äntligen möjligt att slutgiltigt förklara denna komplexa gasrörelse. Astrofysikerna Dr Mattia C. Sormani (Heidelberg) och Matthew Ridley (Oxford) utförde forskningen.

Vårt solsystem ligger i de yttre delarna av Vintergatan, en skivformad galax med en ungefärlig diameter på 100, 000 ljusår. Från jorden, dess utseende kan endast observeras indirekt, genom att mäta positioner och rörelser av stjärnor och gasmoln. Vintergatan är med största sannolikhet en bomrad spiralgalax, en mycket allmänt observerad typ av galax i universum. Ett välkänt exempel är galaxen M61.

Förutom de lysande stjärnorna, en betydande del av den synliga materien i vår Vintergatan är interstellär gas. Fördelningen och rörelsen av denna gas är mycket komplex. Speciellt i mitten av galaxen, det finns betydande skillnader mellan de uppmätta mängderna gas och den låga takten för stjärnbildning. "Vår simulering eliminerar inte bara dessa avvikelser som finns i tidigare modeller, men låter oss också reproducera den observerade rörelsen av gasen förvånansvärt bra, " säger Prof. Dr Ralf S. Klessen, en av forskarna vid Institutet för teoretisk astrofysik vid Centrum för astronomi vid Heidelbergs universitet (ZAH).

I den nya modellen, gasmoln i den så kallade centrala molekylära zonen (CMZ) – den innersta 1, 500 ljusår av Vintergatan – flytta på en elliptisk central skiva som har två spiralarmar. Gas från omgivningen strömmar genom dessa armar in i CMZ. Kollisioner av gasmoln skapar chockvågor, skapar turbulens. "Denna turbulens kan hindra gasmolnen från att kollapsa till stjärnor, ger en konsekvent förklaring till den oväntat låga takten av stjärnbildning i denna region, säger Dr Sormani.

Datorsimuleringen gjorde det möjligt för forskarna att skapa en rumslig bild av galaxens centrum och bestämma positionen för några kända gasmoln inom denna tredimensionella "karta" för första gången. Astrofysikerna planerar nu att optimera sin simulering för att förbättra sina resultat och bättre matcha observationsdata. De hoppas också kunna reda ut eventuella återstående frågor som den uttalade asymmetrin i gasdistributionen i Vintergatans centrala zon. Ytterligare simuleringar, baserat på den tidsmässiga utvecklingen av gasens kemiska sammansättning, är avsedda att reda ut detta mysterium.

"Vi tror att dessa fynd kommer att ha en stor inverkan på framtida studier om strukturen av vår galax, " säger Prof. Klessen. Forskningsresultaten publicerades i Månatliga meddelanden från Royal Astronomical Society .