A Tejútrendszer egyik legnagyobb csillagkeletkezési térségében, a Cygnus X óriási molekulafelhőben először mutatták ki az úgynevezett „sötét” molekuláris gázt. Ez a csillagközi anyag optikai és infravörös tartományban nem látható, vizsgálata ezért új részleteket tárhat fel a galaktikus csillagkeletkezésről.
A Földtől 4900 fényévre fekvő Cygnus X térségében sok forró, nagy tömegű, kék OB-csillag található, a régiót pedig szálas szerkezetek és poros ködök hálózzák be. A csillagszelek és az erős ultraibolya sugárzás összetett felhőstruktúrákat alakítanak ki. Az anyag itt folyamatosan változtatja az állapotát: a hideg atomi gáz molekulárissá alakul, ebből pedig új csillagok születhetnek.
A Kimberly L. Emig, az amerikai Nemzeti Rádiócsillagászati Obszervatórium kutatója által vezetett nemzetközi csoport a 100 méteres Green Bank rádiótávcsővel vizsgálta a régiót, 274 és 399 megahertz közötti frekvencián. A csillagászok gyenge rádiójeleket, úgynevezett szénion-rekombinációs vonalakat – C 273α jeleket – észleltek. Ezek akkor keletkeznek, amikor a hideg gázban lévő szénionok elektronokkal egyesülnek, és rádióhullámokat bocsátanak ki. A módszer egyfajta „röntgenként” teszi vizsgálhatóvá a hagyományos hullámhossztartományokban rejtve maradó területeket.
Az adatok alapján elkészült a „sötét” molekuláris gáz eddigi első nagyléptékű térképe. A rádióhullámok a felhők peremén elhelyezkedő, mínusz 253 és mínusz 173 Celsius-fok közötti hideg tartományokból érkeztek. Ezek íveket, gerinceket és 20–30 fényév hosszú szálakat alkottak. A kutatás eredményeit a The Astrophysical Journal közölte.
A szén-rekombinációs vonalak intenzitása összefüggést mutatott a nyolc mikrométeres hullámhosszon észlelt sugárzással is. Ebben a tartományban világítanak a policiklusos aromás szénhidrogének (PAH-ok), amelyek a világegyetem legelterjedtebb és legösszetettebb szerves molekulái közé tartoznak. A kapcsolat valószínűleg a fiatal csillagok erős ultraibolya sugárzásával magyarázható: ez lebontja a molekulákat, és gerjeszti a „sötét” gáz sugárzását.
A különböző gázrétegek sebességének összevetése azt mutatta, hogy a „sötét” gáz mintegy három kilométer per másodperces eltéréssel mozog a hagyományos molekuláris gázhoz képest. Ez turbulens folyamatokra, valamint a szupernóva-robbanások és a csillagszelek lökéshullámaival való kölcsönhatásra utal.
Ilyen körülmények között az atomi hidrogén mindössze 2,6 millió év alatt alakul molekulárissá, vagyis a folyamat egy nagyságrenddel gyorsabb lehet a korábban feltételezettnél.
A kutatók szerint az alkalmazott módszerrel közvetlenül megfigyelhetők azok a hideg, részben ionizált gázrétegek, amelyek az optikai és infravörös távcsövek számára láthatatlanok. A további észlelések segíthetnek végigkövetni, miként lesz a „sötét” gázból molekulafelhő, vagyis új csillagok bölcsője.
