Astrofizicieni coordonati de un cercetator roman au cartografiat energia luminoasa din Calea Lactee
Data: 16-31 August 2017
O echipă internaţională de cercetători a realizat pentru prima dată o cartografiere a întregii distribuţii de energie luminoasă din Galaxia noastră, adică nu numai lumina percepută de ochii noştri, ci şi a luminii invizibile, cum ar fi cea în infraroşu sau ultraviolet. Cercetarea a fost făcută de o echipă de oameni de ştiinţă de la Institutul Astronomic al Academiei Române, Universitatea Central Lancashire (Marea Britanie) şi Institutul Max Planck pentru Fizică Nucleară din Heidelberg (Germania), se arată într-un comuicat de presă al Agenţiei Spaţiale Române (ROSA). Prof. dr. Cristina C. Popescu, de la Institutul Astronomic al Academiei Române şi Universitatea Central Lancashire, vicepreşedinte al Comisiei J1 în cadrul Uniunii Astronomice Internaţionale, semnează în calitate de prim autor articolul ştiinţific ce anunţă aceste rezultate, publicat recent în prestigioasa revistă Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Cu acest studiu nou, cercetătorii au dorit să înţeleagă care este compoziţia Galaxiei noastre, ceea ce ne poate oferi în schimb indicii cu privire la modul general în care stelele se formează şi evoluează de-a lungul timpului cosmic. Pentru a atinge acest obiectiv, cercetătorii au urmărit să realizeze o imagine a modului în care fotonii emişi de stelele din Galaxia noastră sunt distribuiţi în Calea Lactee ca energie şi ca locaţie în spaţiu. Acest proces s-a dovedit a fi plin de provocări din mai multe motive: încă nu a fost identificată mare parte din stelele Galaxiei noastre care produc fotonii; fotonii stelari sunt constant absorbiţi sau împrăştiaţi de praful interstelar care redistribuie energia acestora şi direcţia de propagare; încă nu se cunoştea pe deplin distribuţia spaţială, cantitatea şi proprietăţile prafului interstelar.
În ciuda provocărilor, demersul ştiinţific a fost unul de succes. „Nu doar că am determinat distribuţia de energie luminoasă în interiorul Căii Lactee, dar am reuşit să determinăm întregul conţinut de stele şi praf interstelar din Calea Lactee", a declarat prof. Cristina C. Popescu.
Rezultatele ştiinţifice au fost posibile datorită folosirii unei metode noi care presupune calcule pe supercomputere ce determină cu precizie destinul tuturor fotonilor din Galaxie, inclusiv al fotonilor emişi de praful interstelar sub formă de radiaţie termică (lumina infraroşie), şi care fac previziuni legate de cum ar arăta Calea Lactee în spectrul ultraviolet, vizual şi al radiaţiei termice.
Previziunile au fost apoi comparate cu observaţiile emisiei întregului cer, care reprezintă cantitatea totală de emisii a Căii Lactee şi nu doar emisii de la surse individuale. În mod deosebit, echipa de cercetători a folosit imaginile recente furnizate de Observatorul Spaţial Planck al Agenţiei Spaţiale Europene, misiune în care România este puternic implicată cu sprijinul Agenţiei Spaţiale Române (ROSA). Aceste imagini au fost esenţiale pentru constrângerea modelelor de calcul.
Determinarea modului în care energia luminoasă este distribuită în Galaxia noastră joacă un rol important în a înţelege cum s-a format Calea Lactee, dar şi pentru a înţelege originea şi mecanismele de propagare ale fotonilor care nu-şi au originea în stele, aşa cum sunt fotonii în raze gamma de energii foarte mari. Studiul arată modalitatea în care fotonii stelari influențează producerea de fotoni în raze gamma, produși prin interacții cu așa-numitele raze cosmice. Razele cosmice sunt electroni și protoni care trec în zigzag prin spațiul interstelar aproape la viteza luminii. Datorită energiilor colosale pe care le poartă, acestea controlează procese cheie precum formarea stelelor și a planetelor și procesele care guvernează evoluția galactică. Razele cosmice generează reacții chimice în spațiul interstelar, conducând la formarea de molecule complexe și în cele din urmă critice pentru viață.
Potrivit ROSA, modelarea distribuţiei luminii în Calea Lactee a fost un proces puternic interdisciplinar, aducând la un loc astrofizica optică şi în infraroşu şi fizica particulelor elementare. „Munca noastră a necesitat o colaborare între specialişti în modelarea emisiilor de la galaxii în procese la energie joasă şi specialişti de la Institutul Max Planck pentru Fizică Nucleară, care utilizează tehnici dezvoltate în fizica particulelor elementare pentru a măsura şi interpreta emisii la energii înalte de la raze cosmice", a declarat dr. Mark Rushton, de la Institutul Astronomic al Academiei Române şi coautor al studiului.