Komunikat prasowy

Chłodne obłoki w Kilu

APEX daje nam nowe spojrzenie na formowanie się gwiazd w mgławicy w Kilu

16 listopada 2011

Obserwacje wykonane za pomocą teleskopu APEX w zakresie fal submilimetrowych ukazują zimne, pyłowe obłoki, z których w mgławicy w Kilu powstają gwiazdy. Obszar ten jest miejscem gwałtownych procesów formowania się gwiazd oraz domem niektórych z najbardziej masywnych gwiazd naszej galaktyki. Jest idealną areną do badania interakcji pomiędzy młodymi gwiazdami, a ich rodzinnym obłokiem molekularnym.

Korzystając z kamery LABOCA pracującej na teleskopie Atacama Pathfinder Experiment (APEX) na płaskowyżu Chajnantor w Andach Chilijskich, zespół astronomów kierowany przez Thomasa Preibischa (Universitäts–Sternwarte München, Ludwig-Maximilians-Universität, Niemcy), w bliskiej współpracy z Karlem Mentenem oraz Fredericiem Schullerem (Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn, Niemcy), uzyskał zdjęcia tytułowego obszaru na falach submilimetrowych. W tym zakresie długości fali większość widocznego światła stanowi słaba poświata cieplna od ziaren kosmicznego pyłu. Zdjęcie ukazuje zatem obłoki pyłu i gazu molekularnego – głównie wodoru – z których mogą formować się gwiazdy. W temperaturze -250ºC ziarna pyłu są bardzo zimne, a słaba poświata z nich emanującą może zostać dostrzeżona jedynie na falach submilimetrowych, znacząco dłuższych niż światło widzialne. Zakres sumbmilimetrowy jest więc kluczowy do badania tego, w jaki sposób gwiazdy powstają i jak oddziałują z ze swoimi macierzystymi obłokami.

Obserwacje APEX LABOCA są pokazane na obrazku w odcieniach pomarańczowych, razem ze zdjęciem w świetle widzialnym uzyskanym teleskopem Curtisa Schmidta w Cerro Tololo Interamerican Observatory. Efektem połączenia obrazów jest dramatyczne, szerokie zdjęcie ukazujące spektakularny widok obszarów gwiazdotwórczych w Kilku. Mgławica zawiera gwiazdy o całkowitej masie równej 25 000 słońc, podczas gdy masa obłoków gazu i pyłu to około 140 000 słońc.

Jednak zaledwie ułamek gazu w mgławicy w Kilku jest w wystarczająco gęstym obłoku, aby skolapsować i uformować nowe gwiazdy w najbliższej przyszłości (w znaczeniu astronomicznym, czyli w ciągu kilku następnych milionów lat). W dłuższej perspektywie wpływ na otoczenie masywnych gwiazd już istniejących w tym obszarze może przyspieszyć tempo formowania się gwiazd.

Gwiazdy o dużej masie żyją najwyżej zaledwie po kilka milionów lat (bardzo krótki okres życia w porównaniu do dziesięciu miliardów lat w przypadku Słońca), ale mają głęboki wpływ na swoje otoczenie. Jako młode obiekty gwiazdy te emitują silne wiatry gwiazdowe i promieniowanie, które kształtuje obłoki wokół nich, być może kompresując je na tyle, że formują się nowe gwiazdy. Pod koniec swojego życia są bardzo niestabilne, mają skłonność do wyrzucania materiału gwiazdowego, zanim umrą w eksplozjach supernowych.

Najlepszym przykładem tego typu gwiazdy jest Eta Carinae, jasna, żółtawa gwiazda widoczna na lewo i w górę od środka zdjęcia. Ma masę ponad 100 razy większą niż nasze Słońce i należy do najjaśniejszych znanych gwiazd. W ciągu następnych kilku milionów lat (mniej więcej), Eta Carainae eksploduje jako supernowa. Po niej nastąpią kolejne wybuchy supernowych z masywnych gwiazd w tym rejonie.

Te gwałtowne eksplozje rozdzierają gaz molekularny w swoim najbliższym otoczeniu, ale gdy fala uderzeniowa przebędzie monad dziesięć lat świetlnych, słabnie i zaczyna kompresować obłoki znajdujące się dalej, zapoczątkowując formowanie się nowych generacji gwiazd. Supernowe mogą tworzyć też krótkotrwałe atomy radioaktywne, które są przejmowane przez kolapsujące obłoki. Istnieją mocne dowody, że podobne atomy radioaktywne stały się częścią obłoku, który skolapsował tworząc Słońce i planety, tak więc mgławica w Kilu może dostarczyć dodatkowych informacji na temat stworzenia Układu Słonecznego.

Mgławica w Kilu znajduje się w odległości 7500 lat świetlnych w konstelacji o tej samej nazwie (Kil, łac. Carina). Należy do najjaśniejszych mgławic na niebie, ponieważ posiada liczną populację masywnych gwiazd. Ze średnicą około 150 lat świetlnych jest kilka razy większa niż dobrze znana mgławica w Orionie. Mimo, że jest kilka razy odleglejsza niż mgławica w Orionie, jej widoczny na niebie rozmiar jest porównywalny, czyniąc ją także jedną z największych mgławic na niebie.

12-metrowy teleskop APEX przecierał szlaki dla ALMA, Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, rewolucyjnego, nowego teleskopu, który ESO buduje wspólnie z międzynarodowymi partnerami na płaskowyżu Chajnantor. APEX stanowi pojedynczą prototypową antenę przygotowaną dla projektu ALMA, który będzie stanowić sieć 54 anten o średnicach po 12 metrów oraz dodatkowych 12 anten siedmiometrowych. O ile ALMA będzie mieć znacznie większą rozdzielczość kątową, niż APEX, to pole widzenia będzie mieć znacznie mniejsze. Oba teleskopy uzupełniają się: na przykład APEX znajdzie wiele obiektów na dużych obszarach nieba, które ALMA będzie dokładniej badać.

Projekt APEX stanowi współpracę pomiędzy Max-Planck-Institute for Radio Astronomy (MPIfR), Onsala Space Observatory (OSO) oraz ESO. Operowanie teleskopem APEX powierzone zostało ESO.

ALMA, międzynarodowy projekt astronomiczny, stanowi partnerstwo pomiędzy Europą, Ameryką Północną oraz Azją Wschodnią, we współpracy z Chile. Konstrukcja i operowanie ALMA w imieniu Europy są powierzone ESO, w imieniu Ameryki Północnej - National Radio Astronomy Observatory (NRAO), a w imieniu Azji Wschodniej - National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ). Joint ALMA Observatory (JAO) umożliwia zunifikowane przywództwo i zarządzanie konstrukcja, użytkowanie i operowaniem ALMA.

Więcej informacji

Obserwacje LABOCA zostały opisane w artykule “A deep wide-field sub-mm survey of the Carina Nebula complex”, Preibisch et al., A&A, 525, A92 (2011): http://adsabs.harvard.edu/abs/2011A%26A...525A..92P

ESO, Europejskie Obserwatorium Południowe, jest wiodącą międzyrządową organizacją astronomiczną w Europie i najbardziej produktywnym obserwatorium astronomicznym na świecie. Jest wspierane przez 15 krajów: Austria, Belgia, Brazylia, Czechy, Dania, Finlandia, Francja, Hiszpania, Holandia, Niemcy, Portugalia, Szwajcaria, Szwecja, Wielka Brytania oraz Włochy. ESO prowadzi ambitne programy dotyczące projektowania, konstrukcji i użytkowania silnych naziemnych instrumentów obserwacyjnych, pozwalając astronomom na dokonywanie znaczących odkryć naukowych. ESO odgrywa wiodącą rolę w promowaniu i organizowaniu współpracy w badaniach astronomicznych. ESO zarządza trzema unikalnymi, światowej klasy obserwatoriami w Chile: La Silla, Paranal i Chajnantor. W Paranal ESO posiada Bardzo Duży Teleskop (Very Large Telescope), najbardziej zaawansowane na świecie astronomiczne obserwatorium w świetle widzialnym oraz dwa teleskopy do przeglądów. VISTA pracuje w podczerwieni i jest największym na świecie instrumentem do przeglądów nieba, natomiast VLT Survey Telescope to największy teleskop dedykowany przeglądom nieba wyłącznie w zakresie widzialnym. ESO jest europejskim partnerem dla rewolucyjnego teleskopu ALMA, największego istniejącego projektu astronomicznego. ESO planuje obecnie 40-metrowej klasy Ekstremalnie Wielki Teleskop Europejski (European Extremely Large optical/near-infrared Telescope - E-ELT), który stanie się “największym okiem świata na niebo”.

Linki

• Więcej informacji o pracy zespołu Thomasa Preibischa nad mgławicą Carina: A panchromatic view of massive star feedback and triggered star formation in the Carina Nebula

Kontakt

Thomas Preibisch
Universitäts-Sternwarte München, Ludwig-Maximilians-Universität
Munich, Germany
Tel.: +49 89 2180 6016
E-mail: preibisch@usm.uni-muenchen.de

Douglas Pierce-Price
ESO ALMA/APEX Public Information Officer
Garching, Germany
Tel.: +49 89 3200 6759
E-mail: dpiercep@eso.org

Krzysztof Czart (Kontakt dla mediów Polska)
Sieć Popularyzacji Nauki ESO oraz Urania - Postępy Astronomii
Toruń, Polska
Tel.: +48 513 733 282
E-mail: eson-poland@eso.org

Śledź ESO w mediach społecznościowych