Κινέζοι ερευνητές αντιμετώπισαν το κρύο και σκληρό περιβάλλον της Ανταρκτικής προκειμένου να έχουν μια μοναδική άποψη του σχηματισμού άστρων στο διαστρικό μέσο (ISM). Η Κινεζική Εθνική ερευνητική αποστολή για την Ανταρκτική και την Αρκτική (CHINARE) κατάφερε να ολοκληρώσει μια μελέτη στο Dome A - τον υψηλότερο θόλο πάγου στο οροπέδιο της Ανταρκτικής - και συνέλεξε με επιτυχία δεδομένα υποχιλιοστών για να σχηματίσει μια καλύτερη κατανόηση του κύκλου άνθρακα στο ISM. Η έρευνά τους δημοσιεύεται στο Science Advances.
Δυσκολίες στην υποχιλιοστά αστρονομία
Στα περισσότερα μέρη της Γης, η ανίχνευση μηκών κύματος υποχιλιοστών (συχνότητες τεραχέρτζ) από το διάστημα παρεμποδίζεται από τους υδρατμούς στην ατμόσφαιρα, οι οποίοι απορροφούν την ακτινοβολία σε αυτά τα μήκη κύματος. Αυτό είναι ένα σημαντικό εμπόδιο στη μελέτη των φάσεων άνθρακα στο ISM, καθώς οι κύκλοι του άνθρακα μεταξύ ιονισμένου (C+), ατομικού (C0) και μοριακού (CO) σχηματίζεται στο διαστρικό μέσο. Αυτές οι μεταβάσεις παράγουν εκπομπές σε ζώνες μήκους κύματος υποχιλιοστών, καθιστώντας δύσκολο τον εντοπισμό τους από τις περισσότερες τοποθεσίες.
Ενώ προηγούμενα επίγεια τηλεσκόπια είχαν ανιχνεύσει ορισμένες εκπομπές [CI], η κάλυψη είναι περιορισμένη σε σύγκριση με τις έρευνες CO και δεν έχουν χαρτογραφηθεί όλες οι φάσεις άνθρακα μαζί. Ωστόσο, ο Θόλος Α στην Ανταρκτική προσφέρει τις ξηρές συνθήκες μεγάλου υψομέτρου που απαιτούνται για την αστρονομία υποχιλιοστών, αλλά οι επιτυχημένες παρατηρήσεις ήταν άπιαστες λόγω του σκληρού περιβάλλοντος και των τεχνικών προκλήσεων.
Πληροφορίες από το ATE60 και το Dome A
Αν και προηγούμενα σχέδια για παρατηρήσεις υποχιλιοστών στο Dome A περιλάμβαναν μεγάλες ελπίδες για τηλεσκόπια 5 μέτρων ή 2,5 μέτρων, αυτά τα σχέδια αποδείχθηκαν πολύ δύσκολο να εφαρμοστούν προς το παρόν. Αντίθετα, η ομάδα χρησιμοποίησε τον Antarctic Terahertz Explorer με διάφραγμα 60 cm (ATE60), το οποίο περιλάμβανε έναν ευαίσθητο δέκτη SIS. Χαρτογράφησαν γραμμές μετάβασης άνθρακα σε δύο ογκώδεις περιοχές σχηματισμού άστρων, που αναφέρονται ως RCW 79 και RCW 120, και στη συνέχεια συνδύασαν τα νέα δεδομένα με αρχειακές παρατηρήσεις [CII] και CO για ανάλυση πλήρους φάσης άνθρακα.
Η ομάδα πέτυχε τον πλήρη χαρακτηρισμό και των τριών φάσεων άνθρακα στις δύο περιοχές σχηματισμού άστρων. Διαπίστωσαν ότι οι ψυχρότερες περιοχές με υψηλή εξαφάνιση είχαν αυξημένες (0,3) αναλογίες αφθονίας ατομικού άνθρακα προς μονοξείδιο του άνθρακα ή (C0)/CO. Αυτό είναι υψηλότερο από τις τιμές του Milky Way, οι οποίες είναι συνήθως μικρότερες από 0,2.
Η ομάδα εξέτασε διάφορα σενάρια που μπορεί να προκάλεσαν τις αυξημένες αναλογίες αφθονίας. Λένε ότι οι υψηλοί ρυθμοί ιοντισμού των κοσμικών ακτίνων θα μπορούσαν να έχουν προκαλέσει αφθονία C0, αλλά ότι αυτό είναι απίθανο λόγω της έλλειψης εξέχουσες πηγές κοσμικών ακτίνων στην περιοχή. Θεώρησαν επίσης ότι η μετατροπή από ατομικό σε μοριακό αέριο θα μπορούσε να έχει προκαλέσει το CO να σχηματιστεί πιο αργά από το C0 κατά τη διάρκεια των προηγούμενων φάσεων, αλλά ότι αυτό είναι επίσης απίθανο λόγω των ογκωδών αστέρων που υπάρχουν ήδη σε αυτά τα σύννεφα. Αντίθετα, η ομάδα πιστεύει ότι η πιο πιθανή αιτία περιλαμβάνει την υπεριώδη ακτινοβολία από τα κοντινά τεράστια αστέρια.
Το αστρονομικό μέλλον του Dome A
Το μοναδικό περιβάλλον στο Dome A έχει αποδείξει τις δυνατότητές του στη σφαίρα της αστρονομίας υποχιλιοστών, επιτρέποντας στους ερευνητές να έχουν πρόσβαση σε δεδομένα που δεν είναι διαθέσιμα σε άλλες περιοχές. Αυτή η μελέτη είναι η πρώτη στο είδος της και θέτει τις βάσεις για μελλοντικές μελέτες αστρονομίας της Ανταρκτικής. Αυτά τα δεδομένα βοηθούν να αποκαλυφθεί πώς τα τεράστια αστέρια διαμορφώνουν τα κοσμικά περιβάλλοντα που τελικά οδηγούν στο σχηματισμό πλανητών και ζωής.
Οι συγγραφείς της μελέτης προσθέτουν, «Βασιζόμενοι σε προηγούμενες πρωτοποριακές προσπάθειες σε άλλες τοποθεσίες της Ανταρκτικής, συμπεριλαμβανομένων εκείνων από το Antarctic Submillimeter Telescope and Remote Observatory και το High Elevation Antarctic Terahertz τηλεσκόπιο, αυτό το ορόσημο επιβεβαιώνει περαιτέρω τα μοναδικά επιστημονικά πλεονεκτήματα του οροπεδίου της Ανταρκτικής για τη μελέτη της αλληλεπίδρασης της χημείας, της σημασίας της ακτινοβολίας και της ακτινοβολίας. προωθώντας την ανταρκτική αστρονομία για να συνειδητοποιήσει πλήρως τις εξαιρετικές δυνατότητές της για επιστήμη υποχιλιοστών και τεραχερτζ».
www.worldenergynews.gr
