Riesiger Hohlraum im Weltraum wirft ein neues Licht auf die Sternentstehung

Astronomen, die 3D-Karten der Formen und Größen benachbarter Molekülwolken analysieren, haben ein gigantisches Hohlraum im Raum.

Das kugelförmige Vakuum, heute beschrieben im Briefe aus astrophysikalischen Zeitschriften, erstreckt sich über etwa 150 Parsec oder fast 500 Lichtjahre und befindet sich am Himmel zwischen den Sternbildern Perseus und Stier. Das Forschungsteam des Centre d’Astrophysique | Harvard & Smithsonian glauben, dass der Hohlraum von alten Supernovae gebildet wurde, die vor etwa 10 Millionen Jahren auftraten.

Der mysteriöse Hohlraum ist von den Molekülwolken von Perseus und Stier umgeben, Regionen des Weltraums, in denen Sterne entstehen.

“Hunderte Sterne bilden sich oder existieren bereits auf der Oberfläche dieser riesigen Blase”, erklärt Shmuel Bialy, Postdoc am Institut für Theorie und Informatik (ITC) des Zentrums für Astrophysik (CfA), der die Studie leitete. „Wir haben zwei Theorien: Entweder wurde eine Supernova im Herzen dieser Blase ausgelöst und drückte das Gas nach außen, um das zu bilden, was wir heute die „Perseus-Stier-Supercoque“ nennen, oder eine Reihe von Supernovae, die über Millionen von Jahren aufgetreten sind, haben sie im Laufe der Zeit geschaffen . “

Die Entdeckung legt nahe, dass die Molekülwolken von Perseus und Taurus keine unabhängigen Strukturen im Weltraum sind. Vielmehr bildeten sie sich zusammen aus derselben Supernova-Stoßwelle. „Dies zeigt, dass wenn ein Stern stirbt, seine Supernova eine Kette von Ereignissen erzeugt, die letztendlich zur Geburt neuer Sterne führen können“, erklärt Bialy.

Kartierung von Sternkindergärten

Die 3D-Karte der Blase und der umgebenden Wolken wurde mit neuen Daten von Gaia erstellt, einem Weltraumobservatorium, das von der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) ins Leben gerufen wurde.

Beschreibungen wie genau 3D-Karten Molekulare Wolken von Perseus und Stier sowie andere nahegelegene Wolken wurden analysiert und erscheinen in einer separaten Studie, die heute in der veröffentlicht wurde Astrophysik Journal (ApJ). Beide Studien verwenden eine Staubrekonstruktion, die von Forschern des Max-Planck-Instituts für Astronomie in Deutschland erstellt wurde.

Die Karten stellen die ersten Molekülwolken dar, die in 3D kartiert wurden. Bisherige Bilder von Wolken waren auf zwei Dimensionen beschränkt.

„Wir können diese Wolken seit Jahrzehnten sehen, aber wir wussten nie ihre wahre Form, Tiefe oder Dicke. Wir wussten auch nicht, wie weit die Wolken sind“, erklärt Catherine Zucker, Postdoktorandin am CfA, die die ApJ-Studie leitete. “Jetzt wissen wir, wo sie sich mit nur 1% Unsicherheit befinden, was es uns ermöglicht, diese Lücke zwischen ihnen zu erkennen.”

Aber warum überhaupt Wolken kartieren?

„Es gibt viele verschiedene Theorien darüber, wie sich Gas neu organisiert, um Sterne zu bilden“, erklärt Zucker. „Astronomen haben diese theoretischen Ideen in der Vergangenheit mit Simulationen getestet, aber dies ist das erste Mal, dass wir echte, nicht simulierte 3D-Ansichten verwenden können, um Theorie und Beobachtung zu vergleichen und zu beurteilen, welche Theorien besser funktionieren.“

Das Universum zum Greifen nah

Die neue Forschung ist das erste Mal, dass die Zeitschriften der American Astronomical Society (AAS) astronomische Visualisierungen in erweiterte Realität. Wissenschaftler und die Öffentlichkeit können mit der Visualisierung des Hohlraums und seiner umgebenden Molekülwolken interagieren, indem sie einfach mit ihrem Smartphone einen QR-Code im Papier scannen.

“Sie können das Universum buchstäblich über Ihrem Küchentisch schweben lassen”, sagt Alyssa Goodman, Harvard-Professorin und CfA-Astronomin, Co-Autorin der beiden Studien und Gründerin von Kleber, die Datenvisualisierungssoftware zum Erstellen von Molekülwolkenkarten.

Goodman nennt die neuen Veröffentlichungen Beispiele für “Papier der Zukunft„und sieht sie als wichtige Schritte zur Interaktivität und Reproduzierbarkeit der Wissenschaft, zu der sich die AAS 2015 im Rahmen ihrer Bemühungen zur Modernisierung von Publikationen verpflichtet hat.

„Wir brauchen umfangreichere Aufzeichnungen über wissenschaftliche Entdeckungen“, sagte Goodman. “Und aktuelle wissenschaftliche Arbeiten könnten viel besser sein. Alle Daten aus diesen Papieren sind online verfügbar – bei Harvard Zu den Daten– damit sich jeder auf unsere Ergebnisse verlassen kann.“

Goodman stellt sich zukünftige wissenschaftliche Arbeiten vor, in denen regelmäßig verbesserte Audio-, Video- und Visuals enthalten sind, die es allen Lesern erleichtern, die vorgestellte Forschung zu verstehen.

Sie sagt: „Es sind 3D-Visualisierungen wie diese, die sowohl Wissenschaftlern als auch der Öffentlichkeit helfen können, die Vorgänge im Weltraum und die starken Auswirkungen von Supernovae zu verstehen.