|
Stjerners vuggestuer De første resultater fra Herschel teleskopet afslører en skare ny opdagelser Michael A. Taverna/Paris
Skønt det kun er knap et år siden Europas kredsende Herschel infrarøde observatorium blev opsendt, udfordrer det allerede gamle ideer om stjerners fødsel og åbner ny veje for IR missioner, heriblandt det NASA-ledede James Webb Space Telescope. Blandt resultaterne er en ny fase af vand aldrig før observeret i rummet og superfjerne galakser, der indtil nu ikke kunne skelnes fra den kosmiske infrarøde baggrundsstråling, der gennemtrænger det dybe rum. Herschel blev opsendt sammen med Planck Cosmic Background Observer den 14 maj, 2009. I sidste uge (uge 27, 2010, o.a.) udgav European Space Agency Plancks første kort over hele himlen af den kosmiske baggrundsstråling. Udstyret med et hovedspejl, der er halvt så stort som Hubbles og fire gange så stort som NASAs Spitzer infrarøde observatorium, vil Herschel studere dannelsen og udviklingen af galakser og stjerner ved at kigge bag kold, interstellar og cirkumstellar støv og gas, der skjuler de fjerneste områder af universet. Teleskopet vil også undersøge det dybe rums kemiske sammensætning og molekylære kemi. Og når observatoriet afslører disse fjerne hændelser vil det kaste lys over, hvad der skete i vor egen del af rummet for 5 milliarder år siden, da Solen, Jorden og andre af vort Solsystems planeter begyndte at dannes. Herschel startede rutinedrift i Juni 2009 og nåede sin fulde observationsevne i Januar efter man løste et problem, der påvirkede dets fjernt-infrarøde Heterodyne instrument (HiFi), som er konstrueret til at observere vand. Problemet, der var forårsaget af en uventet spændingsspids i oscillatorkontrolenhedens elektronik, løstes ved at skifte til reservekredsløb og korrigere med en stump software. ESAs projektforsker, Goran Pilbratt, siger, at alle instrumenter på Herschel, inklusive HiFi, nu fungerer nominelt og teleskopet skulle kunne fuldføre dets nominelle 3,5-4-års mission. Pilbratt bemærker imidlertid, at Herschel ikke kan fungere uden den helium, der bruges til at holde instrumenterne ved kryotemperaturer, så der vil ikke blive nogen efterfølgende varmt fungerende fase, som man har planlagt for Spitzer. Den 1. Juli afslørede ESA, at Herschels Spire instrument havde brugt en kosmisk zoomlinse teknik til at observere en fjern galakse, som tidligere var blevet set af Hubble, men i en anden bølgelængde - hvilket åbner en sti til vigtige ny opdagelser. Spire anvendte Abell 2218, som er 2 milliarder lysår fra Jorden i stjernebilledet Draco, til at forstørre en galakse, som den var for 11 milliarder år siden.
Sammen med en lang liste af resultater, afsløret på ESAs Estec ingeniørvirksomhed i Nederlandene i Maj, antyder de nye observationer, at teleskopet vil mere end leve op til forventningerne. Et af resultaterne viste en såkaldt massiv stjerne under dannelse, en sjælden og kortvarig begivenhed, som forskerne håber vil hjælpe dem til at forstå, hvordan sådanne stjerner - nogle op til 150 gange vor sols masse - skabes uden hensyntagen til teorierne om stjerner. Stjernen, der blev observeret i den interstellare sky RCW 120, indeholder allerede 6-8 gange Solens masse. Og med yderligere 2.000 solmasser gas og støv omkring den er det sandsynligt, at den vil vokse til en af de største og lyseste stjerner i vor galakse indenfor de nærmeste få hundredetusinde år, forudsiger Annie Zavango fra Astrophysics Laboratory i Marseille, Frankrig, en af forskerne involveret i programmet. Den i øjeblikket accepterede stjerneteori siger, at det ikke burde være muligt at danne stjerner større end otte solmasser, fordi det heftige lys, så store legemer udstråler, burde blæse fødselsskyerne bort, før der kan samles mere masse. Og alligevel findes så massive legemer, af astronomerne har de fået kælenavnet "umulige stjerner." Forskerne kan nu bruge data fra RCW 120 til at løse dette langvarige paradoks, siger Zavango. Observationer i Rosette Nebula, 5.000 lysår fra Jorden, viste ikke blot massive stjerner men også store protostjerner, der med tiden bliver til massive stjerner. Dette er første gang sådanne protostjerner er blevet observeret, siger Frederique Motte fra Laboratoire AIM Paris-Saclay i Frankrig. Høj-masse stjernedannene områder er ikke talrige og kunne ikke observeres før Herschel, siger Motte. Det er vigtigt at forstå, hvordan de dannes, fordi de for en stor del bestemmer galaksers dynamik og kemiske udvikling. Herschels enestående opløsning og følsomhed gør det også muligt for astronomerne at studere, hvordan stoffet i vor galakse samlede sig i tilstrækkelig høje tætheder og ved lave temperaturer og dannede stjerner, siger Sergio Molinari fra Institute of Interplanetary Space Physics i Rom. Et billede, der blev vist på Estec symposiet, som del af en opgørelse af stjernedannende områder i galaksen, viser, hvordan processen foregår. Stjerne vuggestuer dukker først op inde i tråde af glødende støv og gas fordelt over Mælkevejen. Disse vuggestuer danner kæder af "stjerne vuggestuer," som er snesevis af lysår lange og strækker sig tværs over galaksen som et net. Astronomerne har desuden brugt Herschel til at kortlægge interstellare skyers temperatur og udpeget områder, hvor det er sandsynligt, at stjerner vil dannes. Herschel har allerede udfordret en nøgleide - at galakserne dannedes med en temmelig konstant hastighed i tidens løb. Observationer viser, at der var mange flere såkaldte stjerneudbrud galakser for 3 milliarder år siden, end der er nu. (Stjerneudbrud kan danne stjerner 10-15 gange hurtigere, end det ses i Mælkevejen idag.) Hvad der udløste denne heftige aktivitet forstår man ikke fuldstændigt, men Herschel vil hjælpe os med at postulere årsagerne, siger Steve Eales fra Cardiff University i Wales. Det kredsende observatorium har også gjort adskillige overraskende opdagelser, som omfatter: · En ny elektrisk ladet fase af vand i rummet, der, ulig den velkendte faste is, flydende vand og den gasagtige damp, ikke findes på Jorden. Denne ionfase dannes af den intense ultraviolette stråling, der pumper gennem gassen i de fødselsskyer, der omgiver de unge stjerner, som kan slå en elektron ud af et vandmolekyle og efterlade det med en elektrisk ladning, siger Arnold Benz fra Swiss Federal Institute of Technology i Zurich. Observationen, ved brug af HiFi instrumentet, "kom som en overraskelse," siger Benz. "Det fortæller os, at der finder virkelig voldsomme processer sted under de tidlige trin af fødslen, som fører til omfattende, energirig stråling gennem hele skyen." · Skjulte reservoirer af hydrogen fluorid gas. Hydrogen fluorid blev først detekteret i rummet i 1997 af Infrared Space Observatory; men Herschel er det første observatorium der finder kold hydrogen fluorid. Da hydrogen fluorid molekylerne er allestedsnærværende i stjernedannende gasskyer, kunne de blive standardmåden at spore sådanne skyer på i fjerne galakser. · Infrarød kosmisk tåge. Nogle af de fjerneste galakser viser sig i standard teleskoper som en svag infrarød tåge, som astronomerne har kaldt den kosmiske infrarøde baggrund. Observationer af to områder af himlen med Herschel i Oktober 2009 og Januar 2010 opløste den kosmiske baggrundsstråling til adskilte galakser, som man fandt udgjorde mere end halvdelen af den infrarøde baggrunds styrke i disse områder. Mere end 1.100 tidligere usete galakser blev på den måde identificeret. · Et hul i himlen totalt blottet for gas og støv. Forskerne postulerer, at hullet blev åbnet, da snævre stråler fra de unge nabostjerner punkterede en nærliggende gassky.
Fra Stellar Nurseries, Aviation Week & Space Technology, 12. Juli 2009, siderne 43-44. Herschel/Planck: Et kosmisk drømmehold
|
