Neue Bilder von Planck enthüllen Sternentstehungsprozesse

Während die meisten neugeborenen Sterne unter einer Decke aus Gas und Staub versteckt sind, kann das Planck-Weltraumobservatorium mit seinen Mikrowellenaugen unter dieses Leichentuch blicken, um neue Einblicke in die Sternentstehung zu erhalten. Die neuesten vom Planck-Team veröffentlichten Bilder bringen zwei verschiedene Sternentstehungsgebiete in der Milchstraße ans Licht und zeigen in erstaunlichen Details die verschiedenen physikalischen Prozesse bei der Arbeit.

Planck „sah“ über neun verschiedene Wellenlängen und untersuchte sternbildende Regionen in den Konstellationen von Orion und Perseus. Das obere Bild zeigt das interstellare Medium in einer Region des Orionnebels, in der sich in großer Zahl aktiv Sterne bilden. "Die Stärke der sehr breiten Wellenlängenabdeckung von Planck wird in diesen Bildern sofort deutlich", sagte Peter Ade von der Cardiff University, Co-Investigator bei Planck. „Die hier gezeigte rote Schleife ist Barnards Schleife, und die Tatsache, dass sie bei längeren Wellenlängen sichtbar ist, zeigt, dass sie von heißen Elektronen und nicht von interstellarem Staub emittiert wird. Die Fähigkeit, die verschiedenen Emissionsmechanismen zu trennen, ist der Schlüssel für Plancks Hauptaufgabe. “

Eine vergleichbare Folge von Bildern unten, die eine Region zeigt, in der sich in der Nähe der Konstellation von Perseus weniger Sterne bilden, zeigt, wie die Struktur und Verteilung des interstellaren Mediums aus den mit Planck erhaltenen Bildern destilliert werden kann.

Bei Wellenlängen, bei denen Plancks empfindliche Instrumente beobachten, emittiert die Milchstraße stark über große Bereiche des Himmels. Diese Emission entsteht hauptsächlich aus vier Prozessen, von denen jeder mit Planck isoliert werden kann. Bei den längsten Wellenlängen von etwa einem Zentimeter bildet Planck die Verteilung der Synchrotronemission aufgrund von Hochgeschwindigkeitselektronen ab, die mit den Magnetfeldern unserer Galaxie interagieren. Bei Zwischenwellenlängen von wenigen Millimetern wird die Emission von ionisiertem Gas dominiert, das von neu gebildeten Sternen erwärmt wird. Bei den kürzesten Wellenlängen von etwa einem Millimeter und darunter bildet Planck die Verteilung des interstellaren Staubes ab, einschließlich der kältesten kompakten Regionen in den letzten Stadien des Zusammenbruchs zur Bildung neuer Sterne.

"Die wahre Stärke von Planck ist die Kombination der Hoch- und Niederfrequenzinstrumente, mit der wir zum ersten Mal die drei Vordergrundbereiche entwirren können", sagte Professor Richard Davis vom Jodrell Bank Center for Astrophysics der Universität Manchester. "Dies ist für sich genommen von Interesse, ermöglicht es uns aber auch, den kosmischen Mikrowellenhintergrund viel klarer zu sehen."

Einmal gebildet, zerstreuen die neuen Sterne das umgebende Gas und den Staub und verändern ihre eigene Umgebung. Ein empfindliches Gleichgewicht zwischen Sternentstehung und der Verteilung von Gas und Staub reguliert die Anzahl der Sterne, die eine bestimmte Galaxie erzeugt. Viele physikalische Prozesse beeinflussen dieses Gleichgewicht, einschließlich der Schwerkraft, des Erhitzens und Abkühlens von Gas und Staub, Magnetfeldern und mehr. Infolge dieses Zusammenspiels ordnet sich das Material in „Phasen“ um, die nebeneinander existieren. Einige Regionen, die als "Molekülwolken" bekannt sind, enthalten dichtes Gas und Staub, während andere, die als "Zirrus" bezeichnet werden (die wie die wispigen Wolken aussehen, die wir hier auf der Erde haben), diffuseres Material enthalten.

Da Planck über einen so großen Frequenzbereich schauen kann, kann es erstmals gleichzeitig Daten zu allen wichtigen Emissionsmechanismen liefern. Plancks breite Wellenlängenabdeckung, die zur Untersuchung des kosmischen Mikrowellenhintergrunds erforderlich ist, erweist sich auch als entscheidend für die Untersuchung des interstellaren Mediums.

"Die Planck-Karten sind wirklich fantastisch anzusehen", sagte Dr. Clive Dickinson, ebenfalls von der University of Manchester. "Das sind aufregende Zeiten."

Planck bildet den Himmel mit seinem Hochfrequenzinstrument (HFI) ab, das die Frequenzbänder 100-857 GHz (Wellenlängen von 3 mm bis 0,35 mm) und das Niederfrequenzinstrument (LFI) mit den Frequenzbändern 30-70 GHz (Wellenlängen) umfasst von 10 mm bis 4 mm).

Das Planck-Team wird Mitte 2010 seine erste All-Sky-Vermessung durchführen. Das Raumschiff wird bis Ende 2012 weiterhin Daten sammeln und in dieser Zeit vier Sky-Scans durchführen. Um zu den wichtigsten kosmologischen Ergebnissen zu gelangen, sind etwa zwei Jahre Datenverarbeitung und -analyse erforderlich. Der erste Satz verarbeiteter Daten wird der weltweiten wissenschaftlichen Gemeinschaft gegen Ende 2012 zur Verfügung gestellt.

Quelle: ESA und Cardiff University

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