Un télescope japonais a produit notre image d'ondes radio la plus détaillée à ce jour de la galaxie de la Voie lactée. Sur une période de 3 ans, le télescope Nobeyama de 45 mètres a observé la Voie lactée pendant 1100 heures pour produire la carte. L'image fait partie d'un projet appelé FUGIN (FOREST Unbias Galactic plane Imaging Survey with the Nobeyama 45-telescope.) Le groupe de recherche multi-institutionnel derrière FUGIN a expliqué le projet dans les publications de la Société astronomique du Japon et à arXiv.
Le télescope de 45 mètres de Nobeyama est situé à l'observatoire radio de Nobeyama, près de Minamimaki, au Japon. Le télescope y fonctionne depuis 1982 et a apporté de nombreuses contributions à la radioastronomie à ondes millimétriques au cours de sa vie. Cette carte a été réalisée à l'aide du nouveau récepteur FOREST installé sur le télescope.
Lorsque nous regardons la Voie lactée, une abondance d'étoiles, de gaz et de poussière est visible. Mais il y a aussi des taches sombres qui ressemblent à des vides. Mais ce ne sont pas des vides; ce sont des nuages froids de gaz moléculaire qui n'émettent pas de lumière visible. Pour voir ce qui se passe dans ces nuages sombres, il faut des radiotélescopes comme le Nobeyama.
Le Nobeyama était le plus grand radiotélescope à ondes millimétriques au monde lorsqu'il a commencé à fonctionner, et il a toujours eu une excellente résolution. Mais le nouveau récepteur FOREST a décuplé la résolution spatiale du télescope. La puissance accrue du nouveau récepteur a permis aux astronomes de créer cette nouvelle carte.
La nouvelle carte couvre une zone du ciel nocturne aussi large que 520 lunes complètes. Le détail de cette nouvelle carte permettra aux astronomes d'étudier à la fois les structures à grande et à petite échelle. FUGIN fournira de nouvelles données sur de grandes structures comme les bras en spirale - et même toute la Voie lactée elle-même - jusqu'aux structures plus petites comme les noyaux de nuages moléculaires individuels.
FUGIN est l'un des projets hérités du Nobeyama. Ces projets sont conçus pour collecter des données fondamentales pour les études de prochaine génération. Pour collecter ces données, FUGIN a observé une zone couvrant 130 degrés carrés, soit plus de 80% de la zone entre les latitudes galactiques -1 et +1 degrés et les longitudes galactiques de 10 à 50 degrés et de 198 à 236 degrés. Fondamentalement, la carte a tenté de couvrir les 1er et 3e quadrants de la galaxie, pour capturer les bras en spirale, la structure en barres et l'anneau de gaz moléculaire.
L'objectif de FUGIN est d'étudier les propriétés physiques des gaz moléculaires diffus et denses dans la galaxie. Pour ce faire, il collecte simultanément des données sur trois isotopes de dioxyde de carbone: 2CO, 13CO et 18CO. Les chercheurs ont pu étudier la distribution et le mouvement du gaz, ainsi que les caractéristiques physiques comme la température et la densité. Et les études ont déjà porté leurs fruits.
FUGIN a déjà révélé des choses précédemment cachées. Ils comprennent des filaments enchevêtrés qui n’étaient pas évidents dans les enquêtes précédentes, ainsi que des structures à champ large et détaillées de nuages moléculaires. Une cinématique à grande échelle des gaz moléculaires tels que les bras spiraux a également été observée.
Mais l'objectif principal est de fournir un riche ensemble de données pour les travaux futurs d'autres télescopes. Ceux-ci incluent d'autres radiotélescopes comme ALMA, mais aussi des télescopes fonctionnant dans l'infrarouge et d'autres longueurs d'onde. Cela commencera une fois que les données FUGIN seront publiées en juin 2018.
La radioastronomie à ondes millimétriques est puissante car elle peut «voir» des choses dans l’espace que d’autres télescopes ne peuvent pas voir. Il est particulièrement utile pour étudier les gros nuages de gaz froids où se forment les étoiles. Ces nuages sont aussi froids que -262C (-440F.) À des températures aussi basses, les lunettes optiques ne peuvent pas les voir, à moins qu'une étoile brillante ne brille derrière eux.
Même à ces températures extrêmement basses, des réactions chimiques se produisent. Cela produit des molécules comme le monoxyde de carbone, qui était au centre du projet FUGIN, mais aussi d'autres comme le formaldéhyde, l'alcool éthylique et l'alcool méthylique. Ces molécules émettent des ondes radio au millimètre près, que les radiotélescopes comme le Nobeyama peuvent détecter.
Le but de haut niveau du projet FUGIN, selon l'équipe à l'origine du projet, est de «fournir des informations cruciales sur la transition du gaz atomique au gaz moléculaire, la formation de nuages moléculaires et le gaz dense, l'interaction entre les régions de formation d'étoiles et l'interstellaire gaz, etc. Nous étudierons également la variation des propriétés physiques et des structures internes des nuages moléculaires dans divers environnements, tels que bras / bras et barre, et le stade évolutif, par exemple, mesuré par l'activité de formation d'étoiles. »
Cette nouvelle carte du Nobeyama est très prometteuse. Un ensemble de données riche comme celui-ci sera une pièce importante du puzzle galactique pour les années à venir. Les détails révélés sur la carte aideront les astronomes à découvrir plus en détail les structures des nuages de gaz, comment ils interagissent avec d'autres structures et comment les étoiles se forment à partir de ces nuages.
