Cztery niesamowite zdjęcia pokazują naszych kosmicznych sąsiadów w nowym świetle.
Nowe zdjęcia, złożone przy wykorzystaniu starych danych z niedziałających teleskopów NASA i ESA, pokazują pył wypełniający przestrzeń międzygwiezdną w czterech galaktykach najbliższych Drodze Mlecznej. Oprócz pięknego wyglądu zdjęcia wyróżnia jeszcze jedno: zwracają uwagę na to, jak bardzo różnorodna może być gęstość chmur pyłu w galaktyce.
Pył ma konsystencję podobną do dymu. Jest wyrzucany w przestrzeń kosmiczną w trakcie śmierci gwiazd i to właśnie z niego, między innymi, powstają nowe. Pył obserwowany przez teleskopy jest stale kształtowany i zmieniane przez eksplodujące gwiazdy, wiatry gwiezdne i grawitację. Absorbuje aż połowę światła emitowanego w całym wszechświecie. Tworzą go te same meteriały, z których powstają planety takie jak Ziemia. Dlatego właśnie dogłębne zbadanie go jest bardzo ważnym krokiem na drodze do zrozumienia Wszechświata.
Pył i gaz w Wielkim Obłoku Magellana
Ostatnie badania zostały przeprowadzone przy użyciu danych z Kosmicznego Obserwatorium Herschela, projektu ESA działającego od 2009 do 2013 roku. Instrumenty tego teleskopu były w stanie wykryć podczerwone światło emitowane przez pył, niewykrywalne dla ludzkiego oka.
Zdjęcia pyłu zrobione przez Herschela umożliwiają nam zobaczenie chmur pyłu w wysokiej rozdzielczości, co ujawnia skomplikowane struktury. Niestety, przez sposób skonstruowania instrumentów teleskop nie był w stanie zobaczyć bardziej rozproszonych chmur, zwłaszcza w zewnętrznych częściach galaktyk, gdzie gaz i pył są zdecydowanie rzadsze, a co za tym idzie – mniej jasne.
Pył i gaz w Galaktyce Andromedy
Z tego powodu Herschel nie był w stanie zobaczyć nawet do 30% pyłu w najbliższych nam galaktykach. Przez tak duży ubytek w danych astronomowie nie mogli ich wykorzystać do badań. Aby uzupełnić te braki, naukowcy połączyli dane z kolejnych trzech niedziałających już misji: obserwatorium Plancka, IRAS (satelita obserwujący podczerwień) i COBE (satelita obserwujący tło kosmiczne).
Dzięki temu możemy zobaczyć obrazy przedstawiające galaktykę Andromedy, znaną także jako M31, galaktykę Trójkąta, czyli M33, oraz Mały i Wielki Obłok Magellana – galaktyki karłowate orbitujące wokół Drogi Mlecznej, nie mające struktury spiralnej, w przeciwieństwie do dwóch pozostałych. Wszystkie cztery z nich są w promieniu 3 milionów lat świetlnych od Ziemi.
Pył i gaz w Małym Obłoku Magellana
Na tych zdjęciach widoczny jest zaznaczony na czerwono gaz, składający się głównie z wodoru, najczęściej występującego pierwiastka we Wszechświecie. Aby go wykryć, wykorzystano dane z kilku radioteleskopów na całej kuli Ziemskiej. Zdjęcia Wielkiego Obłoku Magellana ukazują czerwony ogon wychodzący z lewego dolnego krańca, możliwą pozostałość po zderzeniu z Małym Obłokiem Magellana 100 milionów lat temu. Puste miejsca oznaczają miejsca, gdzie ostatnio powstały gwiazdy, ponieważ wiatry gwiezdne nowopowstałych gwiazd odrzucają gaz i pył. Zielone światło na krańcach tych przestrzeni oznacza zimny pył, który zgromadził się tam przez te wiatry. Cieplejszy pył, oznaczony kolorem niebieskim, oznacza miejsca gdzie właśnie powstają gwiazdy lub zachodzą inne procesy, które go ogrzały.
Pył i gaz w Galaktyce Trójkąta
Wiele cięższych pierwiastków, takich jak węgiel, tlen czy żelazo, przyczepia się do cząsteczek pyłu, przez co zmienia się sposób, w jaki chmura pyłu absorbuje światło. Zmienia to widoczność takich procesów, jak powstawanie gwiazd.
W najgęstszych chmurach znaczna większość ciężkich pierwiastków przyczepia się do cząsteczek pyłu, zwiększając stosunek ilości pyłu do gazu. Inaczej dzieje się w mniej gęstych regionach, gdzie promieniowanie z młodych gwiazd albo fale uderzeniowe z eksplodujących gwiazd rozbijają takie cząsteczki i przywracają ich składniki z powrotem do stanu gazowego. Naukowcy badający materię międzygwiezdną i powstawanie gwiazd chcą lepiej zrozumieć ten niekończący się cykl. Najnowsze zdjęcia z Herschela pokazują, jak bardzo różnorodny może być stosunek gazu do pyłu w jednej galaktyce – bardziej niż wcześniej zakładano. Dzięki nim naukowcy mogą zrozumieć, jak bardzo dynamiczne są zmiany w chmurach pyłowych w galaktykach.
