Die Omega-Nebel (Messier 17), wegen seines markanten Aussehens auch als Schwanennebel bekannt, ist einer der bekanntesten Nebel in unserer Galaxie. Etwa 5.500 Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild Schütze , dieser Nebel ist auch eine der hellsten und massereichsten Sternentstehungsregionen in der Milchstraße. Leider sind Nebel sehr schwer zu untersuchen, da ihre Staub- und Gaswolken ihr Inneres verdecken.
Aus diesem Grund sind Astronomen gezwungen, Nebel in der nicht sichtbaren Wellenlänge zu untersuchen, um eine bessere Vorstellung von ihrer Beschaffenheit zu bekommen. Verwendung der Stratosphären-Observatorium für Infrarot-Astronomie (SOFIA) hat ein Team von NASA-Wissenschaftlern kürzlich den Schwanennebel im Infrarotbereich beobachtet. Was sie fanden, hat viel darüber offenbart, wie sich dieser Nebel und diese Sternenkinderstube im Laufe der Zeit entwickelt haben.
Um es klar zu sagen, das Studium von sternbildenden Nebeln wie M17 ist keine einfache Aufgabe. Zunächst einmal besteht es größtenteils aus heißem Wasserstoffgas, das von den heißesten Sternen beleuchtet wird, die darin untergebracht sind. Seine hellsten Sterne können jedoch schwer direkt zu sehen sein, da sie in Kokons aus dichtem Gas und Staub untergebracht sind. Sein zentraler Bereich ist auch sehr hell, so dass Bilder, die mit sichtbaren Lichtwellenlängen aufgenommen wurden, übersättigt werden.
Bild der Entstehungsregion des Schwanennebels, aufgenommen mit dem Wide Field Imager des MPG/ESO 2,2-Meter-Teleskops am La-Silla-Observatorium der ESO in Chile. Bildnachweis: ESO
Daher müssen dieser Nebel und die jüngsten Sterne, die tief in ihm leben, im Infraroten beobachtet werden. Dazu stützte sich das Forschungsteam auf die Infrarotkamera für schwache Objekte für das SOFIA-Teleskop (FORCAST), das Teil des gemeinsamen NASA/DLR-SOFIA-Teleskops ist. Dieses Teleskop ist an Bord eines modifizierten Boeing 747SP-Flugzeugs untergebracht, das es routinemäßig auf eine Höhe von 11600 bis 13700 m (38000 bis 45.000 ft) fliegt, um Beobachtungen zu machen.
Diese Höhe platziert SOFIA in der Stratosphäre der Erde, wo es 99% weniger atmosphärischen Störungen ausgesetzt ist als bodengestützte Teleskope. Als Wanggi Lim, a Universitäten Gesellschaft für Weltraumforschung (USRA) Wissenschaftler des SOFIA Science Center am Ames Research Center der NASA, erklärt :
„Der heutige Nebel birgt die Geheimnisse, die seine Vergangenheit enthüllen; wir müssen sie nur aufdecken können. SOFIA lässt uns dies tun, damit wir verstehen, warum der Nebel so aussieht, wie er heute aussieht.“
Dank des FORCAST-Instruments von SOFIA konnte das Team den Schleier des Schwanennebels durchdringen und neun bisher unbekannte Protosterne enthüllen – Bereiche, in denen die Wolke des Nebels kollabiert, um neue Sterne zu erschaffen. Darüber hinaus berechnete das Team das Alter der verschiedenen Regionen des Nebels und stellte fest, dass sie sich nicht alle auf einmal bildeten, sondern durch mehrere Generationen der Sternentstehung.
Es wird angenommen, dass sich die zentrale Region, da sie die älteste und am weitesten entwickelte ist, zuerst gebildet hat, gefolgt von der nördlichen Region bzw. der südlichen Region. Sie stellten auch fest, dass der nördliche Bereich zwar älter ist als der südliche Bereich, aber die Strahlung und die Sternwinde früherer Sternengenerationen das Material dort störten und so verhinderten, dass es zur nächsten Sternengeneration kollabiert.
Diese Beobachtungen stellen einen Durchbruch für Astronomen dar, die seit Jahrzehnten versuchen, mehr über die Sterne im Schwanennebel zu erfahren. Wie Jim De Buizer, ebenfalls leitender Wissenschaftler am SOFIA Science Center, mitteilte, Leg es :
„Dies ist die detaillierteste Ansicht des Nebels, die wir je bei diesen Wellenlängen hatten. Es ist das erste Mal, dass wir einige seiner jüngsten, massereichen Sterne sehen und wirklich verstehen, wie er sich zu dem ikonischen Nebel entwickelt hat, den wir heute sehen.“
Im Wesentlichen setzen massereiche Sterne (wie die im Schwanennebel gefundenen) so viel Energie frei, dass sie die Entwicklung ganzer Galaxien beeinflussen können. Allerdings sind nur 1% aller Sterne so riesig, was bedeutet, dass Astronomen nur sehr wenige Möglichkeiten haben, sie zu studieren. Und obwohl Infrarot-Durchmusterungen dieses Nebels vor dem Einsatz von Weltraumteleskopen gemacht wurden, zeigte keine von ihnen den gleichen Detaillierungsgrad wie SOFIA.
Zusammengesetztes Bild des Schwanennebels, das aus Bildern erstellt wurde, die von SOFIA, Spitzer und Herschel aufgenommen wurden. Credits: NASA/SOFIA/De Buizer/Radomski/Lim; NASA/JPL-Caltech; ESA/Herschel
Das obige zusammengesetzte Bild zeigt, was SOFIA aufgenommen hat, zusammen mit Daten aus dem Herschel und Spitzer Weltraumteleskop die das rote Gas an seinen Rändern (rot) bzw. das weiße Sternenfeld zeigen. Dazu gehörten Gasregionen (oben blau dargestellt), die von massereichen Sternen in der Nähe des Zentrums erhitzt werden, und Staubwolken (grün dargestellt), die von bestehenden massereichen Sternen und nahe gelegenen neugeborenen Sternen erwärmt werden.
Die Beobachtungen sind auch bedeutsam, da man sieht, wieSpitzer, seit mehr als 16 Jahren das führende Infrarot-Teleskop der NASA, wird am 30. Januar 2020 in den Ruhestand gehen. In der Zwischenzeit wird SOFIA das Universum weiterhin im mittleren und fernen Infrarot erkunden, die anderen Teleskopen nicht zugänglich sind . In den kommenden Jahren wird die James Webb Weltraumteleskop (JWST) und die Weitfeld-Infrarot-Vermessungsteleskop (WIRST).
Indem sie mehr über die Zusammensetzung und Entwicklung von Nebeln erfahren, hoffen Astronomen, ihr Verständnis der Sternen- und Planetenentstehung, der chemischen Entwicklung von Galaxien und der Rolle von Magnetfeldern in der kosmischen Entwicklung zu verbessern.
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