Astronomi snimili najdetaljniju sliku centra naše galaksije do sada: Pogledajte fotografiju kakvu do sada nismo videli

Mapa je rezultat četvorogodišnjeg međunarodnog projekta u kojem je korišćen jedan od najmoćnijih teleskopa na svetu "Atacama Large Millimeter/submillimeter Array" (ALMA). Reč je o sistemu od više od 50 radio-antena raspoređenih na visoravni u čileanskim Andima.

„Nikada ranije nismo imali sliku onoga što se događa tačno u središtu naše galaksije“, rekao je Stiven Longmor, profesor astrofizike na Univerzitetu Liverpool John Moores, koji je predvodio projekat pod nazivom Atacama Large Millimeter Array Central Molecular Zone Exploration Survey (ACES). „Postojalo je mnogo detaljnih istraživanja manjih oblasti, ali ovo je prvi put da imamo potpunu mapu hladnog gasa u centru naše galaksije.“

Prethodna posmatranja Mlečnog puta bila su, kako Longmor objašnjava, poput fotografija snimljenih na različitim mestima u istom gradu. Ova nova slika galaksije, međutim, više liči na pogled odozgo na ceo grad. „Ne možete razumeti kako grad funkcioniše dok ne vidite celu mapu“, rekao je on.

Mapa molekularnog gasa

Središte Mlečnog puta, poznato kao Centralna molekularna zona (CMZ), mnogo je gušće, toplije i turbulentnije od oblasti svemira bližih Zemlji, objašnjava Longmor. U samom njegovom jezgru nalazi se Sagittarius A*, supermasivna crna rupa čija je masa oko četiri miliona puta veća od mase Sunca.

U ovom delu galaksije gravitacija je najjača, pa „sve pokušava da padne ka centru“, kaže Longmor. On to poredi sa kadom iz koje voda otiče – crna rupa predstavlja odvod, a ogromni oblaci molekularnog gasa ponašaju se kao voda koja se kovitla dok nestaje u odvodu.

Nova slika mapira upravo taj molekularni gas. On se sastoji od molekula poput vodonika, ugljen-monoksida i desetina složenijih jedinjenja koja će se vremenom, pod sopstvenom gravitacijom, urušiti i formirati nove zvezde i planetarne sisteme.

Razumevanje toga gde i kada će doći do tog urušavanja jedna je od glavnih misterija koju je istraživanje ACES pokušalo da razjasni.

„Posmatramo materijal iz kojeg nastaju zvezde u jednom ekstremnom okruženju. Ovo je prvi zaista detaljan uvid u to kako je taj gas raspoređen u trodimenzionalnom prostoru“, rekao je Ričard Tig, profesor planetarnih nauka na Tehnološkom institutu Masačusets (MIT), koji nije učestvovao u projektu.

Nije tipična fotografija Mlečnog puta

Slike Mlečnog puta kakve većina ljudi poznaje, na kojima se spiralna galaksija vidi odozgo, zapravo su ilustracije, a ne prave fotografije, kaže Longmor.

„To su samo prikazi kako mislimo da galaksija izgleda“, objasnio je.

Ono što je projekat ACES zapravo zabeležio jeste mapa gasa u pokretu. Merenjem tačnih frekvencija svetlosti koju emituju određeni molekuli, naučnici mogu da otkriju male promene izazvane Doplerovim efektom – istim fenomenom zbog kojeg sirena hitne pomoći zvuči višim tonom dok se približava, a nižim dok se udaljava.

Uz pomoć tehnike poznate kao spektroskopija, ovaj princip može se primeniti i na svetlost iz gasnih oblaka. Tako se može utvrditi da li se gas kreće ka Zemlji ili se udaljava od nje, kao i kojom brzinom.

Takav nivo detalja, i to na čitavom području koje je mapirano, do sada nikada nije postignut, kaže Longmor. Tig dodaje da su ranija istraživanja ili pokrivala velika područja uz nisku rezoluciju ili su detaljno proučavala male delove svemira. ACES je uspeo da postigne ravnotežu između ta dva pristupa.

Šta možemo naučiti iz ove slike

Bogate boje na ACES mapama nisu ono što bi ljudsko oko videlo kada bi Mlečni put posmatralo sa mesta gde se nalazi teleskop. Teleskop zapravo ne registruje vidljivu svetlost u tim bojama.

Umesto toga, naučnici su pomoću spektroskopije identifikovali različite hemijske supstance i brzine kretanja gasa, a zatim su u obradi slike svakoj galaktičkoj strukturi dodeljene određene boje.

„Svaki molekul nam govori nešto o uslovima koji vladaju u tom delu galaksije“, objašnjava Longmor.

Crvena područja, na primer, mogu ukazivati na prisustvo molekula poput silicijum-monoksida, koji se pojavljuju kada se sudare ogromni oblaci gasa. Plave oblasti, s druge strane, ukazuju na mirnije i stabilnije regione.

Ukupno posmatranje obuhvata više od 70 različitih molekularnih spektralnih linija – od jednostavnih molekula sa dva atoma do složenih organskih jedinjenja, poput metanola i etanola.

Longmor napominje da se za neke od tih složenih molekula smatra da su preteče aminokiselina, osnovnih gradivnih elemenata proteina.

Pogled u prošlost svemira

Prema Longmorovim rečima, središte Mlečnog puta može se posmatrati kao svojevrsni model ranog svemira. Uslovi koji tamo vladaju veoma liče na one koji su postojali u galaksijama pre više milijardi godina, kada se formirao i naš Sunčev sistem.

„Svemir nam je dao laboratoriju u kojoj možemo da razumemo sopstveno poreklo“, rekao je on. „Naš Sunčev sistem, Sunce i planete nastali su pre oko 4,5 milijardi godina, u vreme kada su galaksije izgledale veoma drugačije nego danas. A te drevne galaksije bile su veoma slične gasu koji sada vidimo u središtu naše galaksije.“

Projekat ogromnih razmera

Jedan od najimpresivnijih aspekata ovog istraživanja jeste njegova veličina. U projektu je učestvovalo čak 160 naučnika i saradnika iz različitih zemalja.

„Morali smo da spojimo ogroman broj pojedinačnih snimaka. To je zahtevalo ogroman rad velikog broja ljudi“, rekao je Longmor.

U oblasti submilimetarske astronomije ovako velika saradnja spada među najveće ikada, dodaje Tig.

„Ovo nije samo rad naučnika i univerziteta, već i inženjera i operatera teleskopa u Čileu koji su omogućili da sve funkcioniše. Astronomija na ovom nivou više nije posao malih timova u laboratorijama, već ogromnih međunarodnih saradnji. Upravo je to ono što ovaj projekat čini toliko impresivnim.“