Come molte scienze pionieristiche, il Wisconsin H-Alpha Mapper (WHAM) ha avuto inizio come progetto a basso costo di un curioso giovane ricercatore.

Segare un buco nel soffitto di un ufficio presso il Laboratorio di Scienze Fisiche dell'Università del Wisconsin-Madison alla fine degli anni '70, L'astrofisico Ron Reynolds ha puntato per la prima volta verso il cielo uno spettrometro appositamente costruito e ha scoperto una caratteristica precedentemente sconosciuta della Via Lattea.

Ovunque guardasse con il suo nuovo telescopio, Reynolds osservò il debole bagliore rosso del gas idrogeno ionizzato. È stata la prima prova concreta che vaste nubi di idrogeno ionizzato, atomi di gas di idrogeno privati ​​degli elettroni, permeano lo spazio tra le stelle. "Nessuno si aspettava di vedere idrogeno ionizzato nel bel mezzo del nulla, " ha detto in un'intervista del 2004. "E 'tutto il cielo, ma è più luminoso nel piano della galassia."

Basandosi su quei primi sforzi per scoprire una caratteristica nuova e per lo più nascosta della nostra galassia, Reynolds e i suoi colleghi, compreso Matt Haffner, uno scienziato senior nel dipartimento di astronomia di UW-Madison, sviluppato WHAM, uno spettrometro in grado di rilevare il debole, luce diffusa proveniente dallo spazio tra le stelle. Lo strumento, supportato dalla National Science Foundation e gestito dallo Space Science Institute di Boulder, Colorado, è stato in funzione quasi ininterrottamente negli ultimi 20 anni. È stato prima in cima a Kitt Peak in Arizona e poi trasferito a Cerro Tololo in Cile, dove ha osservato il cielo dell'emisfero australe per circa l'ultimo decennio.

Questo mese scorso, Haffner, che ha assunto la direzione di WHAM dopo il ritiro di Reynolds nel 2005, e i suoi colleghi hanno rilasciato il più profondo, l'indagine più completa fino ad oggi sull'idrogeno ionizzato che permea la Via Lattea. Ora noto agli astrofisici come "Strato di Reynolds" dal nome dello scienziato UW-Madison che lo scoprì, la caratteristica mappata da WHAM mostra un'enorme quantità di idrogeno ionizzato, una struttura 75, 000 anni luce di diametro e 6, Con uno spessore di 000 anni luce, che avvolge il piano della galassia e ruota di pari passo con esso.

"È un po' come un'atmosfera galattica, " dice Haffner. "Stiamo tracciando lo stesso tipo di emissione nella parte visibile dello spettro che dà origine a nebulose luminose. Ma su gran parte della galassia, è solo molto, molto debole."

L'idrogeno ionizzato è un ingrediente nella zuppa di elementi che compongono ciò che gli astronomi chiamano il mezzo interstellare, il mix irregolare di polvere e gas che esiste tra le stelle. I materiali trovati lì fanno parte della grande storia della vita e della morte galattica, dice Haffner, spiegando che le nuvole di materiali trovate nello spazio interstellare provengono da stelle morte e morenti e alla fine saranno riciclate in nuove stelle e pianeti.

La composizione e la dinamica del mezzo interstellare, lui dice, può rivelare come una galassia si evolve nel tempo.

"La nostra galassia è di mezza età, " Dice Haffner. La mezza età per una galassia significa che non sta attraversando i drammatici cambiamenti tipicamente sperimentati dalle galassie più vecchie o più giovani. "In quel tipo di stato stazionario, come funziona tutto?"

Un'intuizione critica derivata da WHAM è che alcune star potrebbero essere attori più grandi di quanto si credesse in precedenza, esercitano la loro influenza a distanze maggiori. Ionizzare l'idrogeno o qualsiasi altro elemento richiede energia, e si sa che le stelle ionizzano gli atomi nelle loro immediate vicinanze.

Uno dei motivi per cui WHAM osserva così tanto idrogeno ionizzato nel piano della galassia è che lì risiedono molte stelle calde. Che astrofisici perplessi, Haffner dice, Ecco come le nuvole di idrogeno ionizzato possono formarsi anni luce sopra l'aereo.

"Per noi vedere questa emissione ovunque, il gas deve essere attivamente ionizzato, " dice. "Quali sono le fonti di energia che lo fanno andare avanti?"

Ciò che Haffner e altri scienziati pensano stia accadendo è che quelle che sono note come stelle di tipo O, molto grandi, stelle luminose e di vita relativamente breve di dimensioni comprese tra 15 e 90 volte la massa del sole e nate in profondità nel piano della galassia, sono in qualche modo in grado di ionizzare il gas attraverso la galassia, lontano dai vivai stellari nel suo piano. La prova di questa idea è stata fornita dai dati WHAM, che nel 2003 ha rovesciato l'idea che l'idrogeno ionizzato nella galassia si verificasse solo in quelle che sono note come Sfere di Strömgren, nebulose nelle immediate vicinanze di stelle di tipo O.

WHAM potrebbe un giorno fornire dati sufficienti per svelare il mistero di come l'idrogeno nei deserti interstellari può essere ionizzato, lontano dalle stelle che gli astronomi pensano siano responsabili. Continua la sua indagine della galassia su ogni chiaro, notte senza luna, avanzare e raccogliere dati in esposizioni di 30 secondi su ampi quadranti di cielo.

Più recentemente, Haffner e i suoi colleghi hanno raccolto dati dalle Nubi di Magellano, due galassie vicine più piccole visibili dall'emisfero australe. Avere dati da galassie oltre la Via Lattea, lui dice, potrebbe fornire informazioni sugli enigmi della nostra galassia.