I vår Vintergatan, det finns cirka 200 miljarder solar såväl som stora mängder gas, varav några fungerar som råmaterial för stjärnfödslar. Gasen samlas i kompakta klumpar men uppträder också som utsträckta molekylära moln. Astronomer har använt Apex sub-millimeterteleskop i Chile för att titta djupt in i det galaktiska planet och mäta det interstellära mediet. De studerade fördelningen av den kalla molekylära gasen i Vintergatans inre region med oöverträffad noggrannhet. Forskarna katalogiserade mer än 10, 000 interstellära moln. De fick reda på att för närvarande bara cirka 10% av dem innehåller stjärnor. Projektet heter SEDIGISME (Struktur, Excitation and Dynamics of the Inre Galactic Interstellar Medium) och täcker ett område på 84 kvadratgrader på den södra himlen.

Kartläggningen innehåller data från 2013 till 2017, som samlades in av det 12 meter långa Apex-teleskopet i de chilenska Anderna. "Med publiceringen av denna mest detaljerade karta över kalla molekylära moln i Vintergatan hittills, ett långsiktigt observationsprojekt håller nu på att genomföras, " säger Frederic Schuller från Max Planck Institute for Radio Astronomy, projektledaren för SEDIGISM.

Forskare har kunnat observera den södra delen av den inre Vintergatan med en vinkelupplösning på 30 bågsekunder; detta motsvarar 1/60 av den skenbara diametern för fullmånen på jordens himmel. De har också fått värdefull information om struktur, distans, och hastighet för alla galaktiska molekylära moln i ungefär två tredjedelar av Vintergatans inre skiva.

Forskarna observerade spektrallinjerna för kolmonoxidmolekylen – inklusive de sällsynta isotoperna 13CO och C18O – och härledde massan och den tredimensionella fördelningen av kall och tät molekylär gas i det interstellära mediet. Olika strukturer som filament och urtag hittades; dessa är resultatet av olika fysiska effekter.

Molekylära moln innehåller råmaterialet från vilket nya stjärnor bildas. Kartläggningen av dessa moln är därför nödvändig för att fastställa viktiga parametrar som effektiviteten av stjärnbildning i Vintergatan. Strukturer och fysiska förhållanden inom molnen utgör den grundläggande basen för teorierna om stjärnbildning. Det är därför viktigt att spatialt lösa de enskilda molnen och skilja dem från varandra.

En nyckel till framgången var det 12 meter långa Apex-teleskopet med sin mycket exakta yta och en av världens bästa platser för submillimeterastronomi. Instrumentet är placerat på en höjd av 5100 meter på Chajnantor-slätten i den chilenska Atacamaöknen. Här, det är extremt lågt vattenånginnehåll och därmed utmärkt transparens för atmosfären.

De nya data kompletterar en serie kartläggningar av det galaktiska planet som producerats i mitten till långt infrarött våglängdsområde under det senaste decenniet. Detta gjordes med rymdteleskop som Spitzer, Herschel, och – för längre våglängder – själva Apex. Dock, dessa projekt saknade den hastighetsinformation som SEDIGIS nu har tillhandahållit. Omanalysen av data möjliggör en mer detaljerad studie av stjärnbildningen – och därmed av själva Vintergatans struktur och dynamik.