Sterngeburt

Wie werden Sterne geboren? Absolut herrlich. Überzeugen Sie sich selbst.

2024

Wie werden Sterne geboren?

Nach Jahrtausenden des Staunens können Astronomen diese Frage jetzt zumindest zu einem großen Teil beantworten. Riesige Gas- und Staubwolken im Weltraum kollabieren, und es bilden sich Klumpen aus dichterem Material, die dann schneller kollabieren, wobei ihre eigene Schwerkraft sie komprimiert, bis sie die Kernfusion in ihren Kernen zünden können.

Ein Star ist geboren.

Aber es gibt noch ein Grundstück Hier gibt es viele Fragen zu beantworten, jede Menge Details auszufüllen. Und nicht nur Details, sondern auch große Fragen. Buchstäblich.

So bildeten 90 Astronomen aus 30 Institutionen auf der ganzen Welt ein Team um nahe Galaxien mit einigen der besten Teleskope des Planeten zu beobachten . Diese Galaxien sind uns nah genug, um einzelne Sternentstehungsregionen in ihnen zu sehen, aber auch weit genug, um gleichzeitig die gesamte Galaxie zu sehen und einen Überblick über diesen Prozess zu bekommen.

Ein Prozess, der nicht nur komplex, sondern auch überragend schön ist.

Hineinzoomen

NGC 4303, eine frontal ausgerichtete Spiralgalaxie, etwa 53 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt, im sichtbaren Licht (blau) und im Millimeterwellenlängenbereich (orange) zu sehen, die aktive Regionen der Sternentstehung zeigt. Bildnachweis: ESO/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/PHANGS

Warum will Ex-Freund Freunde sein?

Das Projekt heißt PHANGS , Pro Physik mit hoher Winkelauflösung in naher GalaxieS . Buchstäblich versucht, die Physik der Sternentstehung in nahegelegenen Galaxien im Detail zu verstehen und mit sehr scharfer Sicht tief in sie hineinzublicken.

Der Umfang dieses Projekts ist immens . Sie blicken auf fast hundert Galaxien und kartografieren über Hunderttausend einzelne Sternentstehungsnebel. Es ist unglaublich.

Dabei spielen zwei Teleskope eine große Rolle. Einer ist SEELE , das Atacama Large Millimeter/submillimeter Array , eine Sammlung von Dutzenden von Gerichten in Chile. Diese betrachten Licht mit einer Wellenlänge von etwa einem Millimeter (viel länger als sichtbares Licht, wie wir es sehen), das von kaltem Gas emittiert wird. Kohlenmonoxid emittiert beispielsweise nur bei dieser Wellenlänge und wird häufig in dichten Gaswolken gefunden, in denen die Sternentstehung unmittelbar bevorsteht oder noch andauert.

Hineinzoomen

NGC 1300, eine etwa 61 Millionen Lichtjahre entfernte Galaxie, zeigt Sternentstehung (orange) in einem kleinen Ring um den Kern und in den Spiralarmen, aber nicht im Balken, dem langen rautenförmigen Bereich um sein Zentrum. Bildnachweis: ESO/PHANGS

Der Andere ist das Very Large Telescope , ein Set von vier 8,2-Meter-Giganten ebenfalls in Chile. Die verwendete Kamera heißt MUSE, für Spektroskopie-Explorer mit mehreren Einheiten . Es braucht Spektren, Aufteilen des einfallenden Lichts in Tausende von einzelnen Farben , das analysiert werden kann, um eine Fülle von Informationen über ein Objekt zu bestimmen: seine elementare Zusammensetzung (wie Wasserstoff, Sauerstoff, Schwefel usw.), Elementhäufigkeit, Temperatur, Dichte und vieles mehr.

Die Kombination von ALMA und VLT/MUSE ermöglicht es Astronomen, die Sternentstehung detaillierter und in größerem Maßstab zu untersuchen als je zuvor.

Hineinzoomen

Fünf nahegelegene Spiralgalaxien (im Uhrzeigersinn von oben links: NGC 1300, NGC 1087, NGC 3627, NGC 4254 und NGC 4303), die vom PHANGS-Projekt beobachtet wurden, um die Sternentstehung zu untersuchen. In den Goldgebieten werden Stars aktiv geboren. Bildnachweis: ESO/PHANGS

Die Schönheit dieser Bilder ist überwältigend. Spiralgalaxien — im Wesentlichen riesige flache Scheiben mit spiralförmigen Mustern darin – neigen dazu, viele Sterne zu bilden, also haben die Astronomen sie ins Visier genommen. Darüber hinaus wählten sie diejenigen aus, die mehr oder weniger auf der Vorderseite standen, so dass das Durchschauen der Scheibe minimiert wird; Auf diese Weise sind die Gaswolken gut zu sehen und können mit hoher Auflösung störungsfrei untersucht werden. Dies ist im Grunde eine Checkliste zum Erstellen von intensiv wunderschönen Bildern.

Die Wissenschaft, die sie suchen, ist tiefgreifend. Wir verstehen viel darüber, wie Sterne entstehen, aber wir verstehen immer noch nicht, wie der Prozess überhaupt beginnt; Was genau löst den Kollaps einer kalten Gaswolke aus? Kollidiert es mit einer anderen Wolke, einem kosmischen Smashup, das beide so knirscht, dass sie auf sich selbst fallen und Sterne machen? Was sind die Zwischenschritte? Sind sie überall in einer Galaxie gleich?

wie man Selbstliebe manifestiert

Ziehen Sterne es vor, in der Nähe der Zentren von Galaxien oder weiter draußen geboren zu werden? Irgendwo dazwischen? Bilden sie sich eher an der Innenkrümmung eines Spiralarms oder an der Außenseite? Spielt die Größe der Gaswolke eine Rolle? Machen einige Nebel leicht massereichere Sterne, Sterne, die dazu bestimmt sind, als Supernovae zu explodieren? Wir haben einige allgemeine Antworten auf diese Fragen, aber wir wollen Einzelheiten .

Hineinzoomen

NGC 4254 ist eine Spiralgalaxie 50 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt. Es erlebt eine erhöhte Sternentstehungsrate, die in diesem Bild als (orangefarbene) Regionen zu sehen ist, die von ALMA in Millimeterwellenlängen beobachtet werden und kaltes Gas zeigen. Bildnachweis: ESO/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/PHANGS

Apropos, Sterne beeinflussen ihren Geburtsort nach ihrer Geburt tiefgreifend. Sie stoßen schnelle Winde aus subatomaren Partikeln und intensivem ultraviolettem Licht aus, die das Gas und den Staub um sie herum zerfressen, riesige Hohlräume schnitzen und die Art und Weise beeinflussen, wie andere Sterne geboren werden. Sie explodieren schließlich auch, und Sie können nur darauf wetten, dass dies die Dinge beeinflusst. Eine Supernova ist ein schreckliches Ereignis, in wenigen Wochen so viel Energie freisetzen, wie die Sonne im Laufe ihres Lebens .

Antworten auf diese Fragen können nur gefunden werden, wenn man sich anschaut, was in diesen Galaxien sowohl im kleinen als auch im großen Maßstab vor sich geht, wofür PHANGS entwickelt wurde. Im Jahr 2019 gab es eine frühe Veröffentlichung der ALMA-Ergebnisse und Anfang dieses Jahres eine vollständigere. Diese neue Version enthält die MUSE-Daten, die enorm sind: 15 Millionen Spektren von 30.000 Nebeln, ein Schatz astronomischer Daten, der viele Jahre lang abgebaut wird, um dieses Verständnis zu erlangen.

Darüber hinaus wurden oder werden viele dieser Galaxien vom Hubble-Weltraumteleskop kartiert, das eine noch höhere Auflösung bietet, und das Projekt wird mit dem James Webb-Weltraumteleskop fortgesetzt, das innerhalb eines Jahres starten soll. Es wird extrem hochauflösende Bilder und Spektren dieser Galaxien im Infraroten erhalten und den Daten einen weiteren Teil des elektromagnetischen Spektrums hinzufügen.

Ich liebe es. Ich bin ein großer Fan von ehrgeizigen, umfassenden astronomischen Vermessungen, die für einen bestimmten Zweck durchgeführt werden, die der Community aber auch eine riesige und tiefe Beobachtungsdatenbank bieten, die für eine Vielzahl anderer Projekte verwendet werden kann, von denen viele nicht einmal geträumt. Aber wenn sich ein junger Astronom etwas Cooles einfällt, um es zu untersuchen, werden diese Daten warten.

Und ich kann nicht anders: Ich liebe es, wenn Wissenschaft und Kunst so Hand in Hand gehen. Wissenschaftler sind Menschen, und wir schnappen nach Luft und sind beeindruckt von der Schönheit, die wir am Himmel sehen. Beobachtungen wie diese werden unser Wissen über das Universum um uns herum erweitern und uns helfen, große Fragen zu beantworten, wie zum Beispiel: Wie sind wir hierher gekommen?