Το μοριακό σύννεφο Musca: Μία μουσική συμφωνία στο Γαλαξία μας

Σε μία σημαντική ανακάλυψη προχώρησαν οι ερευνητές Άρης Τρίτσης και Κωνσταντίνος Τάσσης του τμήματος Φυσικής του Πανεπιστημίου Κρήτης. Οι ερευνητές βρήκαν ότι ένα μεσο-αστρικό μοριακό νέφος ονόματι  Musca δονείται ολόκληρο. Μέσω της ανάλυσης των αρμονικών συχνοτήτων που βρέθηκαν στις παρατηρήσεις, οι ερευνητές κατάφεραν να μετρήσουν την τρίτη διάσταση του νέφους, αυτή που εκτείνεται κατά μήκος της διεύθυνσης παρατήρησης.

Δυστυχώς, τα μοριακά νέφη εμφανίζονται μόνο ως δυσδιάστατες προβολές στον ουρανό έως τώρα δεν υπήρχε τρόπος να γνωρίζουμε ποιο είναι το πραγματικό τρισδιάστατο σχήμα αυτών των νεφών. Για μελέτες του μεσοαστρικού χώρου αυτό είναι ένα ιδιαίτερα σημαντικό πρόβλημα καθότι η Φυσική που ελέγχει την δημιουργία αστεριών και πλανητών είναι κωδικοποιημένη στο  τρισδιάστατο σχήμα των νεφών. Για το λόγο αυτό, ο προσδιορισμός του σχήματος των νεφών είναι αντικείμενο μελέτης σε πάρα πολλές ερευνητικές εργασίες χρησιμοποιώντας κυρίως στατιστική προσέγγιση. Αυτές οι εργασίες όμως έχουν αντικρουόμενα αποτελέσματα και δεν προσφέρουν πληροφορίες για κάθε νέφος ξεχωριστά.

tassis_2018a
Το νέφος Musca διαγράφεται ως ένας φωτεινός κύλιδρος στο υπέρυθρο. Η παραπάνω εικόνα είναι από το διαστημικό τηλεσκόπιο Herschel του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος.

Το Musca είναι ένα απομονωμένο νέφος στον νότιο ουρανό και είναι ένα από τα λιγότερο χαοτικά νέφη που έχουν παρατηρηθεί. Η πυκνή δομή του Musca - το μέρος όπου εν τέλει θα γεννηθούν αστέρια και πλανήτες - περιβάλλεται από ημιπεριοδικούς νηματοειδής σχηματισμούς που ονομάζονται “ραβδώσεις”. Οι  Άρης Τρίτσης και Κωνσταντίνος Τάσσης είχαν βρει σε προηγούμενη εργασία ότι οι ραβδώσεις αυτές δημιουργούνται εξαιτίας της διάδοσης κυμάτων μαγνητικής πίεσης. Στην περίπτωση του απομονωμένου Musca όμως τα κύματα αυτά παγιδεύονται δημιουργώντας έτσι στάσιμα κύματα με αρμονικές συχνότητες.

tassis2018b
Μια υπολογιστική προσομοίωση του νέφους Musca, η οποία πραγματοποιήθηκε στο Metropolis HPC Facility του Κέντρου Κβαντικής Πολυπλοκότητας και Νανοτεχνολογίας (CCQCN) του Πανεπιστημίου Κρήτης. Με τη χρωματική κλίμακα απεικονίζεται η  πυκνότητα του αερίου που απαρτίζει το νέφος. Οι μαύρες γραμμές που το διαπερνούν σχεδόν κάθετα στο επίπεδό του είναι οι δυναμικές γραμμές του μαγνητικού πεδίου.

 

 

Η δυσδιάστατη προβολή του Musca στο επίπεδο του ουρανού μοιάζει σα μία λεπτή βελόνα. Εξαιτίας αυτής του της ιδιότητας, το Musca θεωρείτο ως το καλύτερο παράδειγμα κυλινδρικού νέφους στη φύση. Παρ' όλα αυτά, η ανάλυση των αρμονικών συχνοτήτων αποκάλυψε ότι η τρίτη διάσταση του νέφους είναι συγκρίσιμη με την μεγάλη του διάσταση όπως αυτή φαίνεται και στο επίπεδο του ουρανού. Απλά τυγχάνει να βλέπουμε το νέφος από την λεπτή του μεριά.

Ένα σύντομο video το οποίο παρουσιάζει αδρά τα ερευνητικά αυτά αποτελέσματα είναι διαθέσιμο εδώ.

Το Musca είναι το πρώτο σύννεφο που ανακαλύφθηκε να δονείται ως σύνολο και η μεγαλύτερη δομή  του Γαλαξία μας στην οποία έχει γίνει μία τέτοιου είδους ανάλυση.

Άρθρο: “Magnetic Seismology of Interstellar Gas Clouds: Unveiling a Hidden Dimension", A. Tritsis, K. Tassis, Science 360, 6389, pp.635-638 (2018).