Cloudshine in L1448. Afbeelding tegoed: CfA. Klik om te vergroten.
De iconische beelden van Hubble bevatten veel opnamen van kosmische gas- en stofwolken die nevels worden genoemd. Zo markeren de beroemde 'Pillars of Creation' de geboorteplaats van nieuwe sterren in de Adelaarsnevel. Maar ondanks hun schoonheid tonen beelden met zichtbaar licht alleen de neveloppervlakken. Babysterren kunnen zich eronder verbergen, zelfs voor de krachtige blik van Hubble onzichtbaar.
Harvard-astronomen hebben een nieuwe manier ontwikkeld om onder het oppervlak te kijken met nabij-infrarood licht dat onzichtbaar is voor het menselijk oog. De resulterende beelden zijn zowel mooi als wetenschappelijk waardevol omdat ze kunnen worden gebruikt om de structuur van interstellaire materie in kaart te brengen.
"We kunnen nu de structuur van gigantische stervormingsgebieden over grote afstanden zien met een resolutie die 50 keer beter is dan voorheen", zegt Alyssa Goodman van het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA). "Deze techniek zal een revolutie teweegbrengen in de manier waarop we stellaire geboorteplaatsen in kaart brengen."
Terwijl het NICMOS-instrument van Hubble en de Spitzer-ruimtetelescoop van NASA ook infrarood licht gebruiken om nevelinterieurs te bestuderen, bieden beelden op de grond met nabij-infrarode golflengten een ongeëvenaarde combinatie van breedvelddekking en hoge resolutie.
"Afbeeldingen als deze zullen astronomen nieuw inzicht geven in hoe die gigantische gas- en stofcomplexen er echt uit zien", voegde Jonathan Foster toe, een afgestudeerde student aan de Harvard University en de eerste auteur van de krant.
De onderzoekers maakten foto's met een lange belichtingstijd van een stervormingsgebied in het sterrenbeeld Perseus en waren verrast om iets te zien dat ze nog nooit eerder hadden gezien. Net zoals aardse wolken 's nachts oranje schijnen terwijl ze licht van straatverlichting beneden reflecteren, ontdekten ze dat wolken in de ruimte een soortgelijk effect vertonen. In de ruimte worden anders 'donkere' stof- en gaswolken verlicht door een zwak sterrenlicht dat eroverheen spoelt.
Goodman en Foster noemden het nieuwe hemelfenomeen 'cloudshine'. Hun lang-belichte, bijna-infraroodbeelden onthulden de vaag glanzende golf van materiaal. Recente ontwikkelingen in infrarooddetectoren, gecombineerd met langere dan gebruikelijke beeldtijden, leidden tot de ontdekking.
"Andere astronomen hebben hints van wolken in hun beelden gezien, maar onze nieuwe foto's zijn tot nu toe het meest spectaculaire bewijs van wolken", zegt Goodman.
Reflectienevels zoals de slierten rond de Pleiaden-sterrenhoop worden al decennia waargenomen. Belangrijk is dat de Pleiaden en andere beroemde "nevels" van binnenuit worden verlicht door de sterren die ermee geassocieerd zijn, zoals een wolk is wanneer vuurwerk erin explodeert. Cloudshine is het resultaat van de verlichting van anderszins "donkere" wolken van "van buitenaf", door het zwakke en bijna uniforme omgevingslicht dat wordt geproduceerd door de som van alle sterren buiten de wolk. Eenvoudige modellering in het papier van Foster & Goodman laat zien dat er genoeg van dit zwakke omgevingslicht is om de wolken te verlichten op de waargenomen niveaus.
De cloudshine-beelden zijn verkregen als onderdeel van het VOLLEDIGE onderzoek (Coordinated Molecular Probe Line Extinction Thermal Emission) van stervormingsgebieden. VOLLEDIG omvat het maken van brede veldstudies met hoge resolutie van drie nabijgelegen stervormingsgebieden. VOLLEDIG zal een gedetailleerde analyse en begrip van de fysica van stervorming op schalen mogelijk maken, variërend van een honderdste lichtjaar tot 30 lichtjaar.
Een begeleidend artikel van astronoom Paolo Padoan (UC San Diego) en collega's beschrijft theoretische modellering van het cloudshine-effect in turbulente gaswolken. Ze toonden aan dat de nabij-infrarode "kleur" van een nevel correleert met de dichtheid van de nevel en daarom kan worden gebruikt om de structuur ervan in kaart te brengen.
"Door cloudshine te gebruiken, kunnen astronomen op zeer kleine schaal stervormingsgebieden bestuderen", zegt Padoan. 'We zullen veel meer kunnen leren over de fysica van stervorming.'
Foster en Goodman anticiperen op het verzamelen van veel extra afbeeldingen van cloudshine terwijl de VOLLEDIGE enquête wordt voortgezet.
"We kunnen grote delen van de lucht relatief snel met een hoge resolutie bedekken", zegt Foster. "We verwachten dat dit de beste techniek wordt om de dichtheid van" donkere "wolken met een zeer hoge resolutie in kaart te brengen."
Het document van Foster en Goodman dat de cloudshine-observaties rapporteert, is ingediend voor publicatie bij The Astrophysical Journal Letters en is online beschikbaar op http://arxiv.org/abs/astro-ph/0510624.
Een paper over de theorie van cloudshine door Padoan, Mika Juvela en Veli-Matti Pelkonen (Universiteit van Helsinki) is ook ingediend voor publicatie bij The Astrophysical Journal Letters en is online beschikbaar op http://arxiv.org/abs/astro- ph / 0510600.
Het werk van Foster en Goodman en de COMPLETE Survey worden ondersteund door de National Science Foundation, NASA en Harvard University.
Het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), met hoofdkantoor in Cambridge, Massachusetts, is een gezamenlijke samenwerking tussen het Smithsonian Astrophysical Observatory en het Harvard College Observatory. CfA-wetenschappers, georganiseerd in zes onderzoeksdivisies, bestuderen de oorsprong, evolutie en het uiteindelijke lot van het universum.
Oorspronkelijke bron: CfA News Release
