Planck ukazuje arrasy utkane z włókien zimnego gazu

Planck ukazuje arrasy utkane z włókien zimnego gazuOriginal Press Release
Nowe zdjęcie wykonane przez satelitę Europejskiej Agencji Kosmicznej Planck ukazuje gigantyczne włókna zimnego gazu rozpięte we wnętrzu Galaktyki.

Nie wiemy co powoduje, że te struktury przyjmują takie kształty

Jan Tauber

Sondę Planck zaprojektowano do badań najważniejszych tajemnic kosmologii. Tego, jak powstał Wszechświat? Skąd wzięły się w nim galaktyki. Nowo opublikowane zdjęcie rozszerza zakres jego badań o analizę struktury zimnego pyłu w obrębie naszej Galaktyki. Na zdjęciu widać włóknistą strukturę pyłu o otoczeniu 500 lat świetlnych od Słońca. Lokalne włókna łączą się z Drogą Mleczną – widoczną jako różowa, pozioma struktura w dolnej częśći zdjęcia. Tutaj promieniowanie dociera z większej odległości – przez cały dysk Galaktyki.

Na zdjęciu różnice temperatur pyłu zostały ukazane za pomocą różnych barw. Biało-różowe tonacje odpowiadają pyłowi o temperaturze kilkudziesięciu Kelwinów, podczas gdy ciemniejsze barwy odpowiadają pyłowi o temperaturze zaledwie 12 K. Cieplejszy pył koncentruje się bliżej płaszczyzny Galaktyki, powyżej i poniżej tej płaszczyzny pył jest chłodniejszy.

„Nie wiemy co powoduje, że te struktury przyjmują takie kształty” – mówi Jan Tauber, naukowiec misji Planck. Gęstsze obszary pyłu znane są jako obłoki molekularne, podczas gdy bardziej rozproszone określa się mianem cirrusów. Zbudowane są zarówno z pyłu jak i gazu, jednak na zdjęciach wykonanych Plancka gaz nie jest widoczny.

W Galaktyce wiele sił może oddziaływać na pył decydując o kształcie struktur – w największej skali jest to rotacja Galaktyki, tworząca spiralny wzór gwiazd, pyłu i gazu. Grawitacja, promieniowanie i strumienie cząstek gwiazd wreszcie oddziaływania pól elektromagnetycznych wszystkie zapewne mają swój udział, ale które w jakim stopniu pozostaje zagadką.

Najjaśniejsze punkty na zdjęciu to gęste skupiska materii, wewnątrz których być może powstają gwiazdy. W miarę jak zapadają się stają się coraz gęstsze i coraz skuteczniej ochraniają wnętrze przez światłem i promieniowaniem. To pozwala im skuteczniej się schładzać i przyspiesza zapadanie.

Teleskop kosmiczny ESA Herschel może badać takie obszary szczegółowo jednak tylko Planck może odnajdywać je na całym niebie. Obie sondy umieszczono na orbicie jednocześnie w maju 2009 roku, obie też służą do badania najzimniejszych składników Wszechświata. Planck bada największe struktury podczas gdy Herschel prowadzi szczegółowe badania mniejszych struktur, takich jak niedalekie obszary gwiazdotwórcze.

Jedną z zagadek jest to, dlaczego struktura włóknista jest widoczna zarówno w największych skalach jak i najmniejszych.

Nowe zdjęcie łączy dane zebrane przez instrument wysokiej częstotliwości HFI Plancka (High Frequency Instrument) w pasmach 540 i 350 mikrometrów wraz z danymi 100 mikrometrowymi uzyskanymi przez satelitę IRAS w 1983 roku.

Źródła:

Planck sees tapestry of cold dust

Giant filaments of cold dust stretching through our Galaxy are revealed in a new image from ESA’s Planck satellite. Analysing these structures could help to determine the forces that shape our Galaxy and trigger star formation.

Planck is principally designed to study the biggest mysteries of cosmology. How did the Universe form? How did the galaxies form? This new image extends the range of its investigations into the cold dust structures of our own Galaxy.

The image shows the filamentary structure of dust in the solar neighbourhood – within about 500 light-years of the Sun. The local filaments are connected to the Milky Way, which is the pink horizontal feature near the bottom of the image. Here, the emission is coming from much further away, across the disc of our Galaxy.

The image has been colour coded to discern different temperatures of dust. White-pink tones show dust of a few tens of degrees above absolute zero, whereas the deeper colours are dust at around –261°C, only about 12 degrees above absolute zero. The warmer dust is concentrated into the plane of the Galaxy whereas the dust suspended above and below is cooler.

“What makes these structures have these particular shapes is not well understood,” says Jan Tauber, ESA Project Scientist for Planck. The denser parts are called molecular clouds while the more diffuse parts are ‘cirrus’. They consist of both dust and gas, although the gas does not show up directly in this image.

There are many forces at work in the Galaxy to help shape the molecular clouds and cirrus into these filamentary patterns. For example, on large scales the Galaxy rotates, creating spiral patterns of stars, dust, and gas. Gravity exerts an important influence, pulling on the dust and gas. Radiation and particle jets from stars push the dust and gas around, and magnetic fields also play a role, although to what extent is presently unclear.

Bright spots in the image are dense clumps of matter where star formation may take place. As the clumps shrink, they become denser and better at shielding their interiors from light and other radiation. This allows them to cool more easily and collapse faster.

ESA’s Herschel space telescope can be used to study such regions in detail, but only Planck can find them all over the sky. Launched together in May 2009, Planck and Herschel are both studying the coolest components of the Universe. Planck looks at large structures, while Herschel can make detailed observations of smaller structures, such as nearby star-forming regions.

One puzzle to be solved is why there is similar filamentary structure on both the large and the small scale. “That’s a big question,” says Tauber.

The new image is a combination of data taken with Planck’s High Frequency Instrument (HFI), at wavelengths of 540 micrometres and 350 micrometres, and a 100-micrometre image taken in 1983 with the IRAS satellite.

The HFI data were recorded as part of Planck’s first all-sky survey at microwave wavelengths. As the spacecraft rotates, its instruments sweep across the sky. During every rotation, they cross the Milky Way twice. Thus, in the course of Planck’s mission to precisely map the afterglow of the big bang, it is also producing exquisite maps of the Galaxy.

Written by admin

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *