Todo en el universo, desde las galaxias hasta las estrellas, está conectado por una red de "gas filamentoso".
midió el flujo desde la escala de la Vía Láctea hasta los movimientos del gas en la escala de acumulaciones de gas formadas por estrellas individuales. Sus resultados fueron publicados en la revista Nature Astronomy. El gas molecular en las galaxias es causado por mecanismos físicos como la rotación de las galaxias, las explosiones de supernovas, los campos magnéticos, la turbulencia y la gravedad, que dan forma a la estructura del gas.
Comprender cómo estos movimientos afectan directamente la formación de estrellas y planetas es difícil porque requiere cuantificar el movimiento del gas en vastas escalas espaciales y luego vincular este movimiento con las estructuras físicas observadas. Los equipos de astrofísica modernos ahora crean rutinariamente mapas de grandes franjas del cielo, algunos mapas contienen millones de píxeles, cada uno con cientos o miles de mediciones de velocidad individuales. Por lo tanto, medir estos movimientos es un desafío científico y técnico. Para abordar estos desafíos, el equipo comenzó a utilizar observaciones de gas en la Vía Láctea y galaxias cercanas.
La medición del movimiento de los gases en una variedad de entornos detecta estos movimientos midiendo cambios aparentes en la frecuencia de la luz emitida por las moléculas causadas por el movimiento relativo entre una fuente de luz y un observador, un fenómeno conocido como efecto Doppler. . Este enfoque permite a los investigadores observar visualmente el medio interestelar de una manera nueva, mediante la aplicación de un software novedoso diseñado para permitir al equipo analizar millones de mediciones. El estudio encontró que la velocidad a la que se mueve el gas molecular frío parece fluctuar, lo que recuerda a las olas en la superficie del océano.
Las fluctuaciones representan el movimiento del gas. Las fluctuaciones en sí no fueron particularmente sorprendentes, ya que los investigadores sabían que el gas se estaba moviendo. "Lo que nos sorprendió fue que las estructuras de velocidad en estas diferentes regiones parecían muy similares, ya sea que estuviéramos mirando una galaxia entera o gases individuales en la Vía Láctea", dijo el coautor del estudio Steve Longmore. La estructura de las nubes es aproximadamente la misma. Para comprender mejor la naturaleza del flujo de gas, el equipo seleccionó varias áreas para una observación más cercana, utilizando técnicas estadísticas avanzadas para buscar diferencias en las fluctuaciones. Combinando una variedad de mediciones diferentes, los investigadores pudieron determinar cómo dependen las fluctuaciones de velocidad. Una cosa interesante de esta técnica de análisis es que es muy sensible a la periodicidad, si hay patrones repetidos en los datos, como a lo largo de brazos espirales. El estudio identificó tres canales de gas filamentosos que, aunque se trazan a escalas muy diferentes. , parecen mostrar estructuras aproximadamente equidistantes a lo largo de la parte superior, como cuentas en una cuerda, ya sea en nubes moleculares gigantes a lo largo de brazos espirales o en pequeños "núcleos" de filamentos de formación de estrellas a lo largo de canales filamentosos. descubrieron que las velocidades están asociadas con estructuras equidistantes. Las fluctuaciones exhiben un patrón único. Estas fluctuaciones parecen ondas que oscilan a lo largo de las puntas de los filamentos y tienen amplitudes y longitudes de onda bien definidas a intervalos periódicos en nubes moleculares gigantes o en la formación de estrellas individuales. Los núcleos en escalas pequeñas son probablemente el resultado de que sus filamentos originales se vuelven gravitacionalmente inestables. Estos flujos oscilantes son característicos del gas que fluye a lo largo de brazos espirales o que convergen hacia picos de densidad, proporcionando nuevo combustible para la formación de estrellas. >
Por el contrario, el equipo descubrió que las fluctuaciones de velocidad medidas a lo largo de la nube molecular gigante no mostraban escalas características obvias entre toda la nube y los pequeños núcleos dentro de ella. Las estructuras de densidad y velocidad resultantes están "libres de escalas" porque la La turbulencia que las crea crea una cascada caótica cuyas fluctuaciones se vuelven cada vez más pequeñas cuando se amplifican.
Este comportamiento sin escala ocurre entre dos extremos bien definidos: la escala grande de toda la nube de gas y la escala pequeña del núcleo en formación.
Piense en las nubes moleculares gigantes como grandes ciudades equidistantes conectadas por carreteras. A vista de pájaro, la estructura de estas ciudades y los coches y las personas que se mueven por ellas parecen caóticas y desordenadas. Sin embargo, al ampliar las carreteras individuales, se ve a personas entrando de todas direcciones de manera ordenada en sus respectivos edificios de oficinas, que representan los densos y fríos núcleos de gas de los que nacen las estrellas y los planetas.