Wenn Sie den Nachthimmel erkunden, wird es nicht lange dauern, bis Sie feststellen, dass sich dort oben viel Staub und Gas befindet. Der interstellare Staub zwischen den Sternen macht 1 % der Masse des interstellaren Mediums aus, reflektiert jedoch 30 % des Sternenlichts im Infrarotwellenlängenbereich. Der Staub spielt eine Schlüsselrolle bei der Entstehung von Sternen und der Entwicklung der Galaxie. Ein Team von Astronomen hat versucht, den Staub bis zu einer Entfernung von 3.000 Lichtjahren zu kartieren und hat gerade die erste 3D-Karte des Staubs in unserer Galaxie veröffentlicht.
Die Streuung und Absorption von Sternenlicht durch Staubpartikel (Extinktion) ermöglicht uns die Erforschung von Staubwolken in drei Dimensionen. Es neigt auch dazu, kürzere Wellenlängen von Sternen zu absorbieren, wodurch die von der Wolke verdeckten Sterne roter erscheinen. Durch die Analyse ist es möglich, das Ausmaß der Staublöschung entlang unserer Sichtlinie abzuschätzen. Unter Berücksichtigung der Entfernungsmessungen zu den Sternen ist es möglich, eine 3D-Karte der Staubwolken zu erstellen.
Beim Verständnis der Verteilung und beim Sammeln von Daten für die Modellgenerierung hat Gaia die Spielregeln verändert. Gaia ist das Astrometrie-Observatorium der Europäischen Weltraumorganisation, das die Entfernungen und Positionen von Sternen in der gesamten Galaxie kartiert.
Seit seiner Einführung vor 10 Jahren hat es Daten von einer Milliarde Sternen gesammelt, die sich größtenteils in einem Umkreis von wenigen Kiloparsec um die Sonne befinden (1 Parsec entspricht 3,26 Lichtjahren). Die genaue Kenntnis der Position von Sternen ermöglicht die Reduzierung von Fehlern bei der Staubauslöschungsmodellierung. Mit der Kombination von stellaren Astrometriedaten, phototometrischen, Extinktions- und spektroskopischen Daten war jetzt der perfekte Zeitpunkt, die dreidimensionale Verteilung des Staubs in der Milchstraße zu untersuchen.
Die Studie des Hauptautors Gordian Edenhofer vom Max-Planck-Institut für Astrophysik wurde zur Veröffentlichung angenommen Astronomie und Astrophysik. Es ist derzeit verfügbar auf der arXiv Preprint-Server. Das Team präsentiert eine dreidimensionale Staubkarte, die mit größerer Auflösung als je zuvor weiter und tiefer in den Weltraum vordringt. Die Verarbeitungstechnik ermöglichte es dem Team, die Staubverteilung über 1 Kiloparsec hinaus zu untersuchen und gleichzeitig nahegelegene Staubwolken mit einer Präzision im Parsec-Maßstab aufzulösen.
Sie konnten die Staubkarte bis zu einer Entfernung von 1,25 Kiloparsec in größerer Auflösung als zuvor darstellen. Dies war auf die Verwendung von Entfernungs- und Aussterbeschätzungen aus früheren Studien zurückzuführen, die geringere Unsicherheiten aufwiesen als andere Datensätze. Ihre Karte hat eine Winkelauflösung von bis zu 14 Bogenminuten und eine Entfernungsauflösung im Parsec-Maßstab. Es ist immer erfreulich, ein Ergebnis zu finden, das mit früheren Studien und vorhandenen 3D-Staubkarten übereinstimmt. Aber noch erfreulicher ist es, wenn es durch eine Verbesserung des abgedeckten Raumbereichs und eine höhere räumliche Auflösung als bisher geht.
Wie so oft – und einer der Gründe, warum ich die Wissenschaft liebe – ist die Karte online öffentlich verfügbar und kann von jedem Interessierten über ein Python-Paket abgefragt und angezeigt werden. Das Team hofft, dass die Karten für weitere Studien zur Staubverteilung und zur Beschaffenheit des interstellaren Mediums verwendet werden.
Mehr Informationen:
Gordian Edenhofer et al., Eine galaktische 3D-Staubkarte im Parsec-Maßstab mit einer Entfernung von bis zu 1,25 kpc von der Sonne, Astronomie und Astrophysik (2024). DOI: 10.1051/0004-6361/202347628. An arXiv: DOI: 10.48550/arxiv.2308.01295