Astronomowie coraz bliżej wyjaśnienia tajemnic Drogi Mlecznej

Nowe mapy Drogi Mlecznej skonstruowane na podstawie danych pomiarowych satelitarnej misji PLANCK (Europejskiej Agencji Kosmicznej, realizowanej przy znaczącym współudziale NASA) ujawniają dotychczas nieznane obszary zimnego gazu oraz tajemniczą mikrofalową poświatę wokół Centrum Galaktyki. Mapy te dostarczą zapewne wielu nowych obiektów do szczegółowych badań, a także pozwolą nam lepiej zrozumieć tajemnice naszej Galaktyki. – Nasze najnowsze mapy ujawniają nowe, ekscytujące oblicza Galaktyki – mikrofalową poświatę wokół Centrum Galaktyki, oraz zimny gaz, który uprzednio nie był obserwowany – powiedział prof. Krzysztof M. Górski

Mikrofalowe mapy całego nieba zdominowane są przez „zamglone” pasmo Drogi Mlecznej i kryją niewyjaśnioną obecnie poświatę, której istnienie sugerowano już uprzednio na podstawie analizy obserwacji, wykonanych przez misje NASA WMAP. Mikrofalowa poświata wyłania się z obszaru wokół Centrum Galaktyki i wygląda podobnie do światła emitowanego przez elektrony przyspieszane w polach magnetycznych. – Jesteśmy jednak zaskoczeni, bo emisja ta charakteryzuje się innym rozkładem energii, o intensywności szybciej rosnącej w stronę fal krótkich, w porównaniu z innymi obszarami Galaktyki – komentuje profesor Górski.

Wśród proponowanych wyjaśnień tego zjawiska warto wymienić m.in. zwiększone tempo wybuchów gwiazd supernowych w tych rejonach Galaktyki, galaktyczne wiatry, skolimowany wypływ materii napędzany przez centralną masywną czarną dziurę, jak również anihilację cząstek ciemnej materii. Ciemna materia stanowi mniej więcej czwartą część masy Wszechświata, ale jej fizyczna natura pozostaje dotychczas niezrozumiała. Jak dotąd żadne z tych wyjaśnień nie zostało potwierdzone i kwestia interpretacji poświaty pozostaje otwarta.

Druga nowa mapa utworzona na podstawie obserwacji satelity PLANCK – będąca pierwszą tego rodzaju mapą całego nieba – pokazuje rozkład molekularnego gazu i tlenku węgla. – Tlenek węgla jest składnikiem zimnych obłoków gazowych, które wypełniają Drogę Mleczną i inne galaktyki. Obłoki te, zawierające głównie molekularny wodór, stanowią rezerwuary materii, w których rodzą się nowe gwiazdy – kontynuuje profesor Górski.

Molekularny wodór emituje niewiele promieniowania, dlatego jest trudnym obiektem do obserwacji. Tlenek węgla, który powstaje w podobnych warunkach fizycznych (w zimnych, gęstych obłokach gazowych) dużo łatwiej emituje promieniowanie i – mimo że jest obecny w znacznie mniejszych ilościach niż molekularny wodór – łatwiej go zaobserwować. Dlatego astronomowie na podstawie obserwacji tlenku węgla dokonują identyfikacji obszarów formowania się nowych gwiazd.

Przeglądy obserwacyjne realizowane za pomocą naziemnych radioteleskopów są niezwykle czasochłonne i dlatego koncentrują się zwykle na obszarach nieba, w których obłoki molekularnego tlenku węgla były już obserwowane wcześniej. – Satelita PLANCK obserwuje w trakcie swojej misji cale niebo i pozwala astronomom odkrywać tlenek węgla tam, gdzie nie spodziewaliśmy się go znaleźć – dodaje profesor Górski.

Głównymi celami misji satelity PLANCK są pomiary kosmicznego promieniowania tła pochodzącego z okresu Wielkiego Wybuchu, oraz rozszyfrowanie zakodowanej w tym promieniowaniu informacji o składzie, ewolucji i strukturze Wszechświata.

Jednak reliktowe promieniowanie tła może być prawidłowo analizowane dopiero wtedy, gdy wszystkie bardziej lokalne źródła promieniowania elektromagnetycznego, takie jak np. wspomniana mikrofalowa poświata, czy emisja molekuł tlenku węgla, zostaną zidentyfikowane i skorygowane w danych pomiarowych. – Długotrwale i żmudne identyfikowanie oraz usuwanie „lokalnych zanieczyszczeń” pomiarów kosmologicznych sygnałów w promieniowaniu tła przynosi nam w rezultacie wdzięczny prezent w postaci nowych zbiorów danych astronomicznych, które stymulują nowe badania i przynoszą ciekawe wyniki w najbardziej aktywnych dziedzinach astronomii galaktycznej i pozagalaktycznej – podsumowuje profesor Górski.

Pierwsze naukowe wyniki misji PLANCK, związane bezpośrednio z Wielkim Wybuchem i jego reliktowym promieniowaniem, ukażą się prawdopodobnie w 2013 roku. Obecnie ogłaszane nowe wyniki naukowe prezentowane są w tym tygodniu na międzynarodowej konferencji w Bolonii. Dodatkowe informacje są dostępne na stronach internetowych http://www.esa.int/planck oraz http://www.nasa.gov/planck