Terwijl de meeste pasgeboren sterren verborgen zijn onder een deken van gas en stof, kan het Planck-ruimteobservatorium - met zijn microgolfogen - onder dat omhulsel turen om nieuwe inzichten te verschaffen in stervorming. De nieuwste beelden van het Planck-team brengen twee verschillende stervormingsgebieden in de Melkweg aan het licht en onthullen verbluffend gedetailleerd de verschillende fysieke processen die aan het werk zijn.
“Kijkend” over negen verschillende golflengten keek Planck naar stervormingsgebieden in de sterrenbeelden Orion en Perseus. De bovenste afbeelding toont het interstellaire medium in een gebied van de Orionnevel waar sterren zich in grote aantallen actief vormen. "De kracht van Planck's zeer brede golflengtebereik is meteen duidelijk in deze beelden", zegt Peter Ade van Cardiff University, mede-onderzoeker bij Planck. "De rode lus die we hier zien, is Barnard's Loop, en het feit dat hij zichtbaar is op langere golflengten, vertelt ons dat hij wordt uitgezonden door hete elektronen, en niet door interstellair stof. De mogelijkheid om de verschillende emissiemechanismen te scheiden is essentieel voor Planck's primaire missie. "
Een vergelijkbare reeks afbeeldingen hieronder, die een gebied laat zien waar zich minder sterren vormen nabij het sterrenbeeld Perseus, illustreert hoe de structuur en distributie van het interstellaire medium kan worden gedestilleerd uit de afbeeldingen verkregen met Planck.
Op golflengten waar de gevoelige instrumenten van Planck waarnemen, straalt de Melkweg sterk uit over grote delen van de hemel. Deze emissie komt voornamelijk voort uit vier processen die elk met Planck geïsoleerd kunnen worden. Op de langste golflengten, van ongeveer een centimeter, brengt Planck de verdeling van synchrotronemissie in kaart als gevolg van snelle elektronen die interageren met de magnetische velden van onze Melkweg. Bij tussenliggende golflengten van enkele millimeters wordt de emissie gedomineerd door geïoniseerd gas dat wordt verwarmd door nieuw gevormde sterren. Op de kortste golflengten, van ongeveer een millimeter en lager, brengt Planck de verdeling van interstellair stof in kaart, inclusief de koudste compacte gebieden in de laatste stadia van instorting in de richting van de vorming van nieuwe sterren.
"De echte kracht van Planck is de combinatie van de hoge en lage frequentie instrumenten waarmee we voor het eerst de drie voorgrond kunnen ontwarren", zegt professor Richard Davis van het Jodrell Bank Centre for Astrophysics van de University of Manchester. "Dit is op zichzelf al interessant, maar stelt ons ook in staat om de kosmische microgolfachtergrond veel duidelijker te zien."
Eenmaal gevormd, verspreiden de nieuwe sterren het omringende gas en stof en veranderen hun eigen omgeving. Een delicaat evenwicht tussen stervorming en de verspreiding van gas en stof reguleert het aantal sterren dat een bepaald sterrenstelsel maakt. Veel fysieke processen beïnvloeden deze balans, waaronder zwaartekracht, verwarming en koeling van gas en stof, magnetische velden en meer. Als resultaat van dit samenspel herschikt het materiaal zichzelf in ‘fasen’ die naast elkaar bestaan. Sommige regio's, bekend als ‘moleculaire wolken’, bevatten dicht gas en stof, terwijl andere, ‘cirrus’ genoemd (die eruit zien als de piekerige wolken die we hier op aarde hebben), meer diffuus materiaal bevatten.
Aangezien Planck over zo'n breed frequentiebereik kan kijken, kan het voor het eerst tegelijkertijd gegevens verstrekken over alle belangrijke emissiemechanismen. De brede golflengte van Planck, die nodig is om de kosmische microgolfachtergrond te bestuderen, blijkt ook cruciaal te zijn voor de studie van het interstellaire medium.
"De Planck-kaarten zijn echt fantastisch om naar te kijken", zegt Dr. Clive Dickinson, ook van de Universiteit van Manchester. 'Dit zijn spannende tijden.'
Planck brengt de lucht in kaart met zijn High Frequency Instrument (HFI), dat de frequentiebanden 100-857 GHz (golflengten van 3 mm tot 0,35 mm) omvat, en het Low Frequency Instrument (LFI) met de frequentiebanden 30-70 GHz (golflengten) van 10 mm tot 4 mm).
Het Planck-team zal medio 2010 zijn eerste onderzoek naar de hemel uitvoeren) en het ruimtevaartuig zal tot eind 2012 gegevens blijven verzamelen, gedurende welke tijd het vier luchtscans zal voltooien. Om tot de belangrijkste kosmologische resultaten te komen, is ongeveer twee jaar gegevensverwerking en analyse nodig. De eerste set verwerkte gegevens wordt eind 2012 beschikbaar gesteld aan de wereldwijde wetenschappelijke gemeenschap.
Bron: ESA en Cardiff University
