Благодарение на Gaia астрономите могат да картографират мъглявините в 3D

В това 2D изображение на мъглявините от молекулярния комплекс Орион субмилиметровото сияние на праховите облаци се наслагва върху видима светлина на региона. Голямата разширена оранжева лента в долния ляв ъгъл е Orion A част от Комплекса. Големият ярък облак в горния десен ъгъл е известната мъглявина Орион, известна още като Месие 42. (ESO/Digitized Sky Survey 2) Астрономите вече разполагат с нов инструмент за разбиране на мъглявини като този: 3D картографиране с помощта на данни от Gaia. .

Чудили ли сте се някога какво би било да летите през мъглявината Орион с всичките й прохождащи звезди? Или бръмчиш в мъглявината Калифорния? Разбира се, виждали сме симулирани „прелитания“ на мъглявини в научнофантастични телевизионни предавания и филми и на куполи на планетариум. Но какво ще стане, ако имахме високоскоростен космически кораб и можехме да издълбаем път през реалността? Първото нещо, от което се нуждаем, са точни данни за тази област на пространството. Това е мястото, където 3D модел с точни измервания на разстояние до звезди и други обекти наистина би бил полезен.

Днес ние не пътуваме с космически кораби до звездите, но имаме навигатор, който ни показва пътя. Нарича се космически кораб Gaia и използва чифт телескопи за извършване на космическа астрометрия. Целта е да се измерят разстоянията на над един милиард звезди в нашата галактика от земната точка LaGrange 2. Наличието на точни разстояния до обекти в цялата галактика дава пълен 3D изглед на Млечния път.

Gaia помага за измерване на мъглявините

Въпреки това, работата на Гея е полезна не само в астрометрията. Неговите данни позволиха на екип от учени да създаде реалистични 3D изгледи на мъглявините Орион А и Калифорния. Тези модели ще им помогнат да разберат защо едното е звездообразуващо чудовище, а другото мълчи.

Изтрийте всички съобщения във вселената днес

Присъединете се към нашия Patreon само за $3!

Получете изживяване без реклами за цял живот

2D изображения, показващи разпределението на праха в облаците на Калифорния (отгоре) и Орион А (отдолу) в фалшиви цветове. Данните са получени с космическия телескоп Herschel. Според работата на Lombardi et al. (2014), doi: 10.1051/0004-6361/201323293 (отдолу); Lada et al (2017), doi: 10.1051/0004-6361/201731221 (отгоре). Двете мъглявини показват значителна разлика в техните структури, което може да обясни различията им в образуването на звезди.

Разкриване на 3D мъглявини

Новите 3D реконструкции, показани във видеото по-долу, са от Сара Резай Хошбахт (Институт Макс Планк, Хайделберг) и Йоуни Кайнулайнен (Университет Чалмърс, Гьотенберг). Тяхната работа показва по нов начин мъглявините Orion A (в комплекса Orion Molecular Cloud) и калифорнийските мъглявини. От Земята тези облаци изглеждат донякъде сходни, с някои разлики в техните структури. Астрономите обаче не са имали добра представа за техните триизмерни размери и форми.

Тази анимация показва молекулярния облак Orion A в 3D реконструкция, използвайки 60 000 звезди като сонди за изчезване с точни оценки на разстоянието. Измерванията са базирани на звездния каталог на Gaia EDR3. Осите x, y, z са дадени в парсеки със земята като нулева точка. Пространствената разделителна способност е 5 парсека (15 светлинни години). С любезното съдействие на Sara Rezaei Khoshbakht, Jouni Kainulainen, Max-Planck-Institut für Astronomie

Orion A в 3D представя много различен изглед, както се вижда в това видео (по-горе). Има много плътна нишковидна структура и е доста сложна. Тя е много по-плътна от мъглявината Калифорния и има дебели кондензации по протежение на изпъкнал хребет от газ и прах. Както всички знаем, това също е оживен регион за образуване на звезди.

Мъглявината Калифорния е почти фронтална от наша гледна точка. Диаметърът му е около 500 светлинни години, така че астрономите нямат само едно основно измерване на разстоянието за него. В 3D (по-долу) обаче изглежда доста плосък и показва малко количество нишковидна структура и плътни области. Освен това има голям балон, който се простира под основния облак. Данните от Гея показват, че тя не е толкова плътна, колкото смятаха астрономите. Това вероятно обяснява защо районът на раждане на звезди не е толкова натоварен, колкото облакът Орион А.

Тази анимация показва молекулярния облак в Калифорния в 3D реконструкция, използвайки 160 000 звезди като сонди за изчезване с точни оценки на разстоянието. Измерванията са базирани на звездния каталог на Gaia EDR3. Осите x, y, z са дадени в парсеки със земята като нулева точка. Пространствената разделителна способност е 5 парсека (15 светлинни години). С любезното съдействие на Sara Rezaei Khoshbakht, Jouni Kainulainen, Max-Planck-Institut für Astronomie.

Възстановете мъглявините

За да направят своите 3D реконструкции, двамата учени използваха метод, който Резай Хошбахт разработи за първи път за докторската си степен. за изследване. Те уловиха данни, генерирани от Гея, когато изучаваше звездната светлина, докато преминаваше през газа и праха на мъглявината. „Анализирахме и съпоставихме светлината от 160 000 и 60 000 звезди съответно за облаците Калифорния и Орион А“, каза тя в скорошно съобщение за пресата.

От тези данни те реконструираха формите и плътностите на облаците с разделителна способност от само 15 светлинни години. Това е ценно допълнение към инструментариума за измерване на мъглявината. От една страна, това дава много по-добра представа защо някои мъглявини са звездообразуващи чудовища, а други не. Освен това текущо проучване, Резаей Хошбахт планира да използва същия метод за изследване на целия Млечен път. Тя ще картографира разпределението му на прах и ще определи как се свързва с образуването на звезди в цялата галактика.

Плътност на мъглявината 101

Мъглявините са облаци от газ и прах, които се появяват в цялата ни галактика и също се виждат в много други галактики. Не всеки е звезда. Въпреки това, тези с точното количество „звезден материал“, за да свършат работата. В типичен регион за образуване на звезди, като мъглявината Орион, образуването на звезди започва със студени, плътни джобове от материал. Ниските температури карат гъстите региони да се срутят още повече. Тогава дебели области започват да се нагряват при повишено налягане, докато условията са подходящи за образуване на звезда. Ако мъглявината има много материал, тя е доста ефективна като създател на звезди. Ако не е много плътен, тази ефективност е ниска.

Когато астрономите искаха да определят ефективността на звездообразуване на мъглявината, те традиционно трябваше да приближат нейната плътност. Това е количеството газ и прах, които съществуват в облака. Но “приблизително” не е същото като “точно”

„Плътността е количеството материал, компресиран в даден обем; това е едно от решаващите свойства, които определят ефективността на образуването на звезди“, каза Резай Хошбахт. Тя също така посочи, че някои облаци от газ и прах са по-ефективни производители на звезди от други. Плътността има много общо с това.

Кайнулайнен работи върху изчисляването на плътностите на обектите в пространството, което не е лесна задача. „Всичко, което виждаме, когато наблюдаваме обекти в пространството, е тяхната двуизмерна проекция върху въображаема небесна сфера“, каза той. На конвенционалните наблюдения липсва необходимата дълбочина, която астрономите трябва да получат точни измервания в космоса. Досега те трябваше да разчитат на плътността на колоните. Новите 3D реконструкции, създадени от двойката, предоставят усъвършенстван астрометричен инструмент за разбиране на раждането на звезди в мъглявините на галактиката.

Астрометричната роля на Гея

Използването на данни от Gaia (и данни от други наблюдения) ще даде на астрономите по-пълен 3D изглед на Млечния път. Това включва мястото, където звездите са разпределени в спиралните рамена и ядрото. Освен това в момента галактиката “поглъща” галактиката джудже Стрелец. Гея трябва да може да картографира своите звезди, докато се сливат с Млечния път. И, разбира се, изследването на Гея за звездната светлина, когато тя преминава през мъглявини, е важно. Той предоставя улики за двигатели за раждане на звезди, които излюпват новородени звезди в звездни разсадници.

Не е преувеличено да се мисли, че данните от Gaia ще бъдат част от звездните бази данни за дълго време. Може би един ден дори ще помогне на хората в това дългоочаквано пътуване през мъглявина.

За повече информация

3D космически прахови облаци

3D форма обяснява мистерията на звездообразуването на Калифорния и Орион А

Уебсайт на Gaia

Add Comment