Ο μεγαλύτερος χάρτης του Γαλαξία μας αποκαλύπτει «ποτάμια» ύλης στο Διάστημα

Αστρονόμοι δημιούργησαν τον μεγαλύτερο και πιο λεπτομερή χάρτη που έχει κατασκευαστεί ποτέ για το τεράστιο δίκτυο ψυχρού κοσμικού αερίου στο κέντρο του Γαλαξία μας. Ο χάρτης αποκαλύπτει νηματοειδείς δομές, σαν ποτάμια ύλης που ρέουν στο Διάστημα και συγκλίνουν σε φωτεινά νέφη, όπου γεννιούνται νέα άστρα.

Χρησιμοποιώντας το τηλεσκόπιο ALMA στη Χιλή, οι ερευνητές εξέτασαν τη δυναμική και τη χημεία της κεντρικής περιοχής του Γαλαξία, μιας χαοτικής και ενεργητικής ζώνης που λειτουργεί ως τεράστια δεξαμενή πρώτης ύλης για τον σχηματισμό άστρων.

Η περιοχή φιλοξενεί πυκνά νέφη αερίου και σκόνης. Το αέριο αποτελείται κυρίως από υδρογόνο, ήλιο και ίχνη άλλων στοιχείων, σε θερμοκρασίες λίγο πάνω από το απόλυτο μηδέν. Τα άστρα σχηματίζονται όταν συσσωματώματα αερίου και σκόνης καταρρέουν υπό τη δική τους βαρύτητα.

Στο κέντρο του Γαλαξία βρίσκεται η υπερμεγέθης μαύρη τρύπα Sagittarius A*. Η περιοχή γύρω της, με διάμετρο περίπου 650 έτη φωτός, μελετήθηκε μέσω του ALMA στο πλαίσιο προγράμματος που διερευνά πώς το αέριο συμπυκνώνεται σε άστρα στο ακραίο περιβάλλον του γαλαξιακού πυρήνα. Ένα έτος φωτός αντιστοιχεί στην απόσταση που διανύει το φως σε ένα έτος, δηλαδή 9,5 τρισεκατομμύρια χιλιόμετρα.

«Για πρώτη φορά μπορούμε να παρακολουθήσουμε αυτό το αέριο σε όλη την έκταση της περιοχής με υψηλή ανάλυση», δήλωσε η αστρονόμος Ashley Barnes του Ευρωπαϊκού Νότιου Αστεροσκοπείου στη Γερμανία. «Αυτό μας επιτρέπει να συνδέσουμε τις μεγάλες ροές αερίου με τα πυκνά νέφη όπου σχηματίζονται άστρα και να δούμε πώς οι εκρήξεις και η ακτινοβολία των άστρων αναμορφώνουν το περιβάλλον».

Η ζώνη των μορίων στο κέντρο του Γαλαξία

Η περιοχή αυτή, γνωστή ως Central Molecular Zone, απέχει περίπου 26.000 έτη φωτός από τη Γη. Το τμήμα που χαρτογραφήθηκε, προς την κατεύθυνση του αστερισμού του Τοξότη, καλύπτει έκταση τριπλάσια από τη διάμετρο της Σελήνης όπως φαίνεται από τη Γη.

Οι επιστήμονες έδωσαν στη δημοσιότητα μια εικόνα με τις παρατηρήσεις του ALMA. «Αν και η εικόνα απεικονίζει ψυχρό αέριο αόρατο στα μάτια μας, όταν αποδίδουμε χρώματα στα διαφορετικά χημικά σήματα αποκαλύπτεται ένα εντυπωσιακό και περίπλοκο τοπίο», ανέφερε η Barnes. «Η φυσική ομορφιά του Γαλαξία μας αποτυπώνεται με τέτοια λεπτομέρεια, και κάθε ένα από αυτά τα λεπτεπίλεπτα νήματα εκτείνεται σε δεκάδες έτη φωτός».

Εκτός από τα νήματα αερίου, η εικόνα δείχνει μεγάλες κοιλότητες και δομές σε σχήμα φυσαλίδων, που έχουν δημιουργηθεί από ισχυρούς αστρικούς ανέμους και εκρήξεις υπερκαινοφανών άστρων.

Το μυστήριο του περιορισμένου σχηματισμού άστρων

Παρά τις τεράστιες ποσότητες αερίου, η περιοχή σχηματίζει πολύ λιγότερα άστρα απ’ ό,τι θα αναμενόταν. «Αυτό είναι ένα από τα μεγάλα αινίγματα της αστροφυσικής», δήλωσε ο αστροφυσικός Steven Longmore του Πανεπιστημίου Liverpool John Moores στην Αγγλία. Το τρέχον ερευνητικό έργο παρέχει κρίσιμα δεδομένα για την επίλυση του προβλήματος.

Σε αντίθεση με τους πιο ήρεμους σπειροειδείς βραχίονες του Γαλαξία –όπως εκείνον όπου βρίσκεται ο Ήλιος– η κεντρική περιοχή διαφέρει έντονα στις φυσικές της συνθήκες. «Οι πιέσεις είναι κατά τάξεις μεγέθους υψηλότερες και τα μαγνητικά πεδία ισχυρότερα», εξήγησε ο Longmore.

«Η περιοχή λούζεται από έντονες κοσμικές ακτίνες και ακτινοβολία, τόσο από τη μαύρη τρύπα όσο και από τα νεαρά, τεράστια άστρα που ζουν εκεί. Η αναταραχή είναι εξαιρετική – τα αέρια κινούνται με υπερηχητικές ταχύτητες, τα νέφη συγκρούονται, ενώ οι βαρυτικές δυνάμεις διαρκώς τα τεντώνουν και τα διαμορφώνουν», πρόσθεσε ο ίδιος.

Η χημεία της γαλαξιακής καρδιάς

Η Sagittarius A* έχει μάζα περίπου τέσσερα εκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από εκείνη του Ήλιου. Οι ερευνητές κατέγραψαν τη σύνθετη χημεία της περιοχής, εντοπίζοντας μεταξύ άλλων μονοξείδιο του πυριτίου, που παράγεται σε βίαια κύματα κρούσης όταν συγκρούονται νέφη αερίου με υπερηχητικές ταχύτητες.

Επιπλέον, ανιχνεύθηκαν πολύπλοκα οργανικά μόρια όπως μεθανόλη, αιθανόλη και ακετόνη. «Αυτά είναι ιδιαίτερα συναρπαστικά, καθώς θεωρούνται πρόδρομοι των αμινοξέων και άλλων μορίων απαραίτητων για τη ζωή», σημείωσε ο Longmore. «Η παρουσία τους σε τέτοια αφθονία στο κέντρο του Γαλαξία δείχνει ότι ακόμη και σε βίαιες, ακραίες συνθήκες, η χημεία της πολυπλοκότητας –η χημεία που οδηγεί τελικά στη βιολογία– συνεχίζει να ευδοκιμεί».