Wolkenschein in L1448. Bildnachweis: CfA. Klicken um zu vergrößern.
Hubbles ikonische Bilder enthalten viele Aufnahmen von kosmischen Gas- und Staubwolken, die Nebel genannt werden. Zum Beispiel markieren die berühmten „Säulen der Schöpfung“ den Geburtsort neuer Sterne im Adlernebel. Trotz ihrer Schönheit zeigen Bilder mit sichtbarem Licht nur die Nebeloberflächen. Darunter können sich Babysterne verstecken, die selbst für Hubbles mächtigen Blick unsichtbar sind.
Harvard-Astronomen haben eine neue Methode entwickelt, um mit nahem Infrarotlicht, das für das menschliche Auge unsichtbar ist, unter die Oberfläche zu blicken. Die resultierenden Bilder sind sowohl schön als auch wissenschaftlich wertvoll, da sie zur Abbildung der Struktur interstellarer Materie verwendet werden können.
"Wir können jetzt die Struktur gigantischer sternbildender Regionen über weite Entfernungen mit einer 50-mal besseren Auflösung als zuvor sehen", sagte Alyssa Goodman vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA). "Diese Technik wird die Art und Weise revolutionieren, wie wir Sterngeburtsorte kartieren."
Während das NICMOS-Instrument von Hubble und das Spitzer-Weltraumteleskop der NASA auch Infrarotlicht verwenden, um das Innere von Nebeln zu untersuchen, bieten bodengestützte Bilder bei Wellenlängen im nahen Infrarot eine beispiellose Kombination aus Weitfeldabdeckung und hoher Auflösung.
"Bilder wie diese geben Astronomen neue Einblicke in das Aussehen dieser riesigen Gas- und Staubkomplexe", fügte Jonathan Foster hinzu, Doktorand an der Harvard University und Erstautor der Zeitung.
Die Forscher machten Langzeitbelichtungen einer sternbildenden Region im Sternbild Perseus und waren überrascht, etwas zu sehen, das sie noch nie zuvor gesehen hatten. So wie irdische Wolken nachts orange leuchten, wenn sie das Licht von Straßenlaternen reflektieren, stellten sie fest, dass Wolken im Weltraum einen ähnlichen Effekt zeigen. Im Weltraum werden ansonsten „dunkle“ Staub- und Gaswolken von schwachem Sternenlicht beleuchtet, das sie überflutet.
Goodman und Foster nannten das neue himmlische Phänomen „Wolkenschein“. Ihre langbelichteten Nahinfrarotbilder deckten die schwach leuchtenden Materialschwaden auf. Jüngste Fortschritte bei Infrarotdetektoren in Kombination mit längeren Bildgebungszeiten als üblich führten zu dieser Entdeckung.
"Andere Astronomen haben in ihren Bildern Hinweise auf Wolkenschein gesehen, aber unsere neuen Fotos sind der spektakulärste Beweis für Wolkenschein bis heute", sagte Goodman.
Reflexionsnebel wie die den Sternhaufen der Plejaden umgebenden Streifen werden seit Jahrzehnten beobachtet. Wichtig ist, dass die Plejaden und andere berühmte „Nebel“ von den mit ihnen verbundenen Sternen von innen beleuchtet werden, wie eine Wolke, wenn ein Feuerwerk darin explodiert. Wolkenschein ist das Ergebnis der Beleuchtung von ansonsten „dunklen“ Wolken von „außen“ durch das schwache und nahezu gleichmäßige Umgebungslicht, das durch die Summe aller Sterne außerhalb der Wolke erzeugt wird. Eine einfache Modellierung in Foster & Goodmans Artikel zeigt, dass es genug von diesem schwachen Umgebungslicht gibt, um die Wolken auf den beobachteten Ebenen zu beleuchten.
Die Wolkenscheinbilder wurden im Rahmen der COMPLETE-Untersuchung (Coordinated Molecular Probe Line Extinction Thermal Emission) von Sternentstehungsgebieten erhalten. Bei COMPLETE werden hochauflösende Weitfeldstudien an drei nahe gelegenen sternbildenden Regionen durchgeführt. COMPLETE ermöglicht eine detaillierte Analyse und ein Verständnis der Physik der Sternentstehung auf Skalen von einem Hundertstel eines Lichtjahres bis zu 30 Lichtjahren.
Ein Begleitpapier des Astronomen Paolo Padoan (UC San Diego) und seiner Kollegen beschreibt die theoretische Modellierung des Wolkenscheineffekts in turbulenten Gaswolken. Sie zeigten, dass die „Farbe“ eines Nebels im nahen Infrarot mit der Dichte des Nebels korreliert und daher zur Abbildung seiner Struktur verwendet werden kann.
"Durch die Verwendung von Wolkenschein können Astronomen sternbildende Regionen in sehr kleinem Maßstab untersuchen", sagte Padoan. "Wir werden viel mehr über die Physik der Sternentstehung lernen können."
Foster und Goodman rechnen damit, im Verlauf der COMPLETE-Umfrage viele zusätzliche Bilder von Wolkenschein zu sammeln.
"Wir können relativ schnell weite Bereiche des Himmels mit hoher Auflösung abdecken", sagte Foster. "Wir erwarten, dass dies die beste Technik sein wird, um die Dichte von" dunklen "Wolken mit sehr hoher Auflösung abzubilden."
Das Papier von Foster und Goodman, in dem die Wolkenscheinbeobachtungen berichtet werden, wurde zur Veröffentlichung in The Astrophysical Journal Letters eingereicht und ist online unter http://arxiv.org/abs/astro-ph/0510624 verfügbar.
Ein Artikel über die Theorie des Wolkenscheins von Padoan, Mika Juvela und Veli-Matti Pelkonen (Universität Helsinki) wurde ebenfalls zur Veröffentlichung bei The Astrophysical Journal Letters eingereicht und ist online unter http://arxiv.org/abs/astro- verfügbar. Telefon / 0510600.
Die Arbeit von Foster and Goodman und die COMPLETE Survey werden von der National Science Foundation, der NASA und der Harvard University unterstützt.
Das Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) mit Hauptsitz in Cambridge, Massachusetts, ist eine gemeinsame Zusammenarbeit zwischen dem Smithsonian Astrophysical Observatory und dem Harvard College Observatory. CfA-Wissenschaftler, die in sechs Forschungsabteilungen unterteilt sind, untersuchen den Ursprung, die Entwicklung und das endgültige Schicksal des Universums.
Originalquelle: CfA-Pressemitteilung
