Teleskop APEX przygląda się ciemnym obłokom Byka

Teleskop APEX przygląda się ciemnym obłokom BykaOriginal Press Release
Nowe zdjęcie wykonane za pomocą teleskopu APEX (Atacama Pathfinder Experiment) w Chile ukazuje faliste włókno kosmicznego pyłu długości ponad 10 lat świetlnych.

Obłok molekularny Byka (leżący, jak łatwo zgadnąć w konstelacji Byka) jest oddalony od nas o około 450 lat świetlnych. Zdjęcia pokazuje dwa fragmenty długiej, włóknistej struktury znajdującej się w obłoku, znane jako Barnard 211 i Barnard 213. Ich nazwy wywodzą się z atlasu fotograficznego Edwarda Emersona Barnarda ciemnych mgławic, wykonanego na początku XX wieku. W świetle widzialnym obszary te wyglądają jak ciemne pasma pozbawione gwiazd. Barnard poprawnie przypuszczał, że ich wygląd wynikał z obecności w przestrzeni materii przesłaniającej gwiazdy.

Obecnie wiemy, że te ciemne obszary to obłoki międzygwiezdnego gazu i pyłu. Ziarna pyłu – niewielkie cząsteczki o rozmiarach zbliżony do sadzy lub bardzo drobnego piasku – absorbują światło, blokując widok bogatego pola gwiazd w tle. Obłok molekularny Byka jest szczególnie ciemny w zakresie widzialnym, ponieważ brakuje tu masywnych gwiazd, które rozświetlają mgławice w innych obszarach produkcji gwiazd, takich jak obłok molekularny w Orionie. Jednak same ziarna pyłu, mimo że są niezwykle zimne mając temperaturę około -260°C, emitują słabą poświatę cieplną. Do jego wykrycia konieczna jest obserwacja w falach znacznie dłuższych niż zakres widzialny, długości około jednego milimetra.

Ciemne obłoki gazu i pyłu nie są jedynie przeszkodą dla astronomów chcących obserwować gwiazdy położone dalej. W rzeczywistości są miejscem narodzin nowych gwiazd. Gdy obłoki taki zapadają się pod wpływem  własnej grawitacji, dzielą się na mniejsze fragmenty. To z nich mogą powstać gęste jądra, w których ciśnienie i temperatura gazu wodorowego wzrastają na tyle, by rozpoczęła się reakcji syntezy termojądrowej znacząc narodziny nowej gwiazdy. Rodzące się gwiazdy powstają w kokonach gęstego pyłu, blokującego obserwacje w świetle widzialnym. Dlatego obserwacje w dłuższych falach – przenikających poprzez zasłonę pyłu – takich jak zakres milimetrowy, są niezbędne dla zrozumienia wczesnych stadiów powstawania gwiazd.

Prawa górna część pokazanego tutaj włókna to Barnard 211, natomiast lewa dolna część to Barnard 213. Obserwacje w zakresie milimetrowym z kamery LABOCA zainstalowanej na teleskopie APEX, ukazujące poświatę cieplną ziaren kosmicznego pyłu, pokazane są w tonacji pomarańczowej. Kompozytowe zdjęcie zawiera także  zdjęcie tego samego regionu wykonane w ramach Cyfrowego Przeglądu Nieba (DSS2) w zakresie widzialnym, dzięki czemu włókna widzimy w kontekście bogatego tła gwiazd. Jasna gwiazd nad włóknami to φTauri. Przy lewej krawędzi widać kolejną jasną gwiazdę – HD 27482. Obie gwiazdy znajdują się bliżej niż włókno i nie są z nim w żaden sposób związane.

Obserwacje pokazują, że Barnard 213 już uległ fragmentacji i uformował gęste jądra – co ilustrują jasne węzły świecącego pyłu – w ich wnętrzu zaszły już procesy prowadzące do powstania nowych gwiazd. Z kolei Barnard 211 znajduje się na wcześniejszych etapie ewolucji, fragmentacja i zapadanie się gazu mają tu obecnie miejsce, a gwaizdy w nim powstaną dopiero w przyszłości. Obszar ten jest stanowi zatem doskonałe miejsce do badania, jak ciemne mgławice Barnarda odgrywają swą rolę w cyklu życia gwiazd.

Obserwacje zostały wykonane przez zespół Alvaro Hacara (Observatorio Astronómico Nacional-IGN, Madryt, Hiszpania). Kamera LABOCA zainstalowana jest na 12-metrowym teleskopie APEX znajdującym się na płaskowyżu Chajnantor w Andach Chilijskich na wysokości 5000 m n.p.m. APEX został zbudowany do testowania technologii dla kolejnej generacji teleskopów submilimetrowych, w szczególności dla teleskopu ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), budowanego obecnie na tym samym płaskowyżu.

Źródła:

APEX Turns its Eye to Dark Clouds in Taurus

A new image from the APEX (Atacama Pathfinder Experiment) telescope in Chile shows a sinuous filament of cosmic dust more than ten light-years long. In it, newborn stars are hidden, and dense clouds of gas are on the verge of collapsing to form yet more stars. It is one of the regions of star formation closest to us. The cosmic dust grains are so cold that observations at wavelengths of around one millimetre, such as these made with the LABOCA camera on APEX, are needed to detect their faint glow.

The Taurus Molecular Cloud, in the constellation of Taurus (The Bull), lies about 450 light-years from Earth. This image shows two parts of a long, filamentary structure in this cloud, which are known as Barnard 211 and Barnard 213. Their names come from Edward Emerson Barnard’s photographic atlas of the “dark markings of the sky”, compiled in the early 20th century. In visible light, these regions appear as dark lanes, lacking in stars. Barnard correctly argued that this appearance was due to “obscuring matter in space”.

We know today that these dark markings are actually clouds of interstellar gas and dust grains. The dust grains — tiny particles similar to very fine soot and sand — absorb visible light, blocking our view of the rich star field behind the clouds. The Taurus Molecular Cloud is particularly dark at visible wavelengths, as it lacks the massive stars that illuminate the nebulae in other star-formation regions such as Orion (see for example eso1103). The dust grains themselves also emit a faint heat glow but, as they are extremely cold at around -260 degrees Celsius, their light can only be seen at wavelengths much longer than visible light, around one millimetre (see image eso1209b and the mouseover comparison eso1209ea to see how the millimetre-range view appears bright where the visible-light view appears dark and obscured).

These clouds of gas and dust are not merely an obstacle for astronomers wishing to observe the stars behind them. In fact, they are themselves the birthplaces of new stars. When the clouds collapse under their own gravity, they fragment into clumps. Within these clumps, dense cores may form, in which the hydrogen gas becomes dense and hot enough to start fusion reactions: a new star is born. The birth of the star is therefore surrounded by a cocoon of dense dust, blocking observations at visible wavelengths. This is why observations at longer wavelengths, such as the millimetre range, are essential for understanding the early stages of star formation.

The upper-right part of the filament shown here is Barnard 211, while the lower-left part is Barnard 213. The millimetre-range observations from the LABOCA camera on APEX, which reveal the heat glow of the cosmic dust grains, are shown here in orange tones, and are superimposed on a visible light image of the region, which shows the rich background of stars. The bright star above the filament is ? Tauri, while the one partially visible at the left-hand edge of the image is HD 27482. Both stars are closer to us than the filament, and are not associated with it.

Observations show that Barnard 213 has already fragmented and formed dense cores — as illustrated by the bright knots of glowing dust — and star formation has already happened. However, Barnard 211 is in an earlier stage of its evolution; the collapse and fragmentation is still taking place, and will lead to star formation in the future. This region is therefore an excellent place for astronomers to study how Barnard’s “dark markings of the sky” play a crucial part in the lifecycle of stars.

The observations were made by Alvaro Hacar (Observatorio Astronómico Nacional-IGN, Madrid, Spain) and collaborators. The LABOCA camera operates on the 12-metre APEX telescope, on the plateau of Chajnantor in the Chilean Andes, at an altitude of 5000 metres. APEX is a pathfinder for the next generation submillimetre telescope, the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), which is being built and operated on the same plateau.

Written by admin

Dodaj komentarz

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