Млечный Путь — наша родная галактика в огромной Вселенной, но структура и состав Млечного Пути остаются загадочными. Огромное межзвездное пространство между миллиардами звезд не пусто, а заполнено разреженной межзвездной средой. Диффузный газообразный водород излучает спектральную линию с частотой около 1420 МГц. Некоторые плотные атомы водорода собираются, образуя облака молекулярного водорода, а в плотных ядрах образуются вновь рожденные звезды; молодые и яркие звезды могут ионизировать окружающий газ.
Звезды развиваются от рождения до смерти, а некоторые в конечном итоге взрываются как сверхновые, образуя остаток и пульсар. Ударные волны от взрыва сверхновой сжимают межзвездный газ и разгоняют электроны почти до скорости света. Эти высокоскоростные электроны вращаются в межзвездном магнитном поле , излучая слабые радиоволны. Галактическая межзвездная среда является основой для рождения и смерти многих звезд.
Сферический телескоп с пятисотметровой апертурой (FAST), построенный в Китае, является самым чувствительным радиотелескопом с одной тарелкой в мире. Поскольку он оснащен высокочувствительным 19-лучевым криогенным приемником L-диапазона, он является отличным инструментом для поиска пульсаров и исследования галактической межзвездной среды. Команда под руководством главного профессора Цзинь Линь Хана провела исследование Galactic Plane Pulsar Snapshot (GPPS) и обнаружила более 500 слабых новых пульсаров, которые на порядок слабее, чем ранее известные пульсары.
Во время наблюдений за пульсарами они одновременно регистрировали данные спектральных линий, характеризующиеся высокой чувствительностью , высоким спектральным разрешением и высоким пространственным разрешением , чрезвычайно ценным ресурсом для изучения структуры галактики Млечный Путь и межзвездного экологического цикла. Недавно они завершили обработку данных спектральных линий и опубликовали последние результаты атомарного и ионизированного газа, магнитных полей и радиоизлучения в межзвездном пространстве в Млечном Пути в журнале Science China Physics, Mechanics & Astronomy .
В своем первом выпуске данных FAST обнаружил распределение нейтрального газообразного водорода (HI) в небе на площади 88 квадратных градусов между галактической долготой от 33° до 55° и галактической широтой ±2°. Хотя точная калибровка все еще продолжается, имеющиеся результаты уже являются наиболее чувствительными для обнаружения газовых облаков HI на сегодняшний день, демонстрируя беспрецедентную детализацию распределения газа HI.
Джон М. Дики, почетный профессор Университета Тасмании в Австралии и Университета Миннесоты в США, сказал: «Улучшение углового разрешения и чувствительности по сравнению со всеми предыдущими съемками впечатляет… публикация этой первой статьи о GPPS HI опрос является знаковым достижением, достойным празднования и международного внимания».
Ионизированный газ межзвездного пространства является последним крупным компонентом Млечного Пути, который остается неисследованным в деталях. Команда обработала линии радиорекомбинации водорода (RRL) в данных спектральных линий GPPS в той же области неба, что и данные HI, выявив светящиеся области, ионизированные яркими звездами и диффузным ионизированным газом (DIG) неизвестного происхождения. Эти данные незаменимы для изучения экологического цикла газообразования и звездообразования в Млечном Пути.
Д-р Дана С. Бальсер, ученый из Национальной радиоастрономической обсерватории, сказала: «Этот обзор GPPS RRL является наиболее чувствительным обзором на сегодняшний день и имеет достаточное угловое разрешение , чтобы отделить излучение DIG от областей HII… тарелочные телескопы, такие как FAST, лучше всего подходят для исследования DIG, последнего крупного компонента галактики Млечный Путь, который хорошо охарактеризован».
Галактические магнитные поля, пронизывающие межзвездную среду галактики, чрезвычайно трудно измерить. Команда использовала чувствительность FAST для измерения поляризации и фарадеевского вращения 134 слабых пульсаров в галактическом гало и обнаружила, что напряженность магнитного поля в галактическом гало составляет около 2 мкГс.
Недавно полученные данные измерения фарадеевского вращения из обзора GPPS свидетельствуют об инверсиях магнитного поля вдоль спиральных рукавов в более дальних регионах Млечного Пути. Без FAST межзвездное магнитное поле в такой широкой области никогда не было бы обнаружено.
Команда также проверила сканирующие наблюдения FAST для непрерывного радиоизлучения галактики в области 5 ° × 7 ° на небе. Результаты подтверждают, что две большие слабые радиоэмиссионные структуры (G203.1+6.6 и G206.7+5.9) являются остатками сверхновых оболочечного типа, один из которых образовался в результате взрыва сверхновой очень близко к Солнцу на расстоянии всего около 1400 световых лет.
«Точные наблюдения FAST могут раскрыть беспрецедентные детали Млечного Пути», — сказал Цзин Ипэн, академик Китайской академии наук в Шанхайском университете Цзяо Тонг. «Базы данных нейтрального водорода и ионизированного водорода, опубликованные в этих газетах, являются ценным ресурсом для астрономов всего мира».
