Haben Supernovae zur Bildung von Barnard’s Loop beigetragen?

Astronomen, die die Struktur der Milchstraße untersuchen, haben die höchstauflösende 3D-Ansicht der Sternentstehungsregion Orion veröffentlicht. Das Bild u interaktive Figur wurden heute auf einer von der American Astronomical Society veranstalteten Pressekonferenz vorgestellt.

Geleitet von Forschern des Zentrums für Astrophysik | Harvard & Smithsonian verbindet die Arbeit 3D-Daten zu jungen Sternen und interstellarem Gas um den Orion-Komplex von Sternentstehungsregionen. Die Analyse der 2D- und 3D-Bilder zeigt zusammen mit der theoretischen Modellierung, dass Supernova-Explosionen in den letzten 4 Millionen Jahren große Hohlräume in dem mit Orion verbundenen interstellaren Material erzeugten.

Eine bestimmte Höhle, die das Team entdeckte, könnte helfen, den Ursprung von Barnards Schleife zu erklären, einem berühmten und mysteriösen Halbkreis am Nachthimmel, der erstmals 1894 beobachtet wurde.

Zu 3D und darüber hinaus

Die Studie, die als Preprint auf erhältlich ist Autoria, stützt sich auf 3D-Positionen und -Geschwindigkeiten für junge Sterne und interstellare Wolken, die mit Gaia, einem von der Europäischen Weltraumorganisation betriebenen Weltraumteleskop, erhalten wurden. Das Team kombinierte die von Gaia abgeleiteten 3D-Daten mit bestehenden 2D-Beobachtungen der Orion-Region, um ihre Sternentstehungsgeschichte zusammenzusetzen.

„Unser erster groß angelegter 3D-Blick auf Orion sagt uns so viel“, sagt Michael Foley, ein Doktorand am Center for Astrophysics (CfA), der die Studie leitete. „Vor dieser Arbeit beschränkten sich die meisten Studien des Orion auf zwei Dimensionen – oben-unten und links-rechts am Himmel. Indem wir die dritte Dimension – die Entfernung – hinzufügen, können wir damit beginnen, alle möglichen interessanten Strukturen zu kartieren, wie etwa riesige Hohlräume aus Gas und Staub oder Sternhaufen mit sehr interessanten Bewegungen. Die Kombination der Informationen aus dem interstellaren Gas und den Sternen lässt uns glauben, dass Hohlräume durch eine Reihe von Supernovae in den letzten paar Millionen Jahren entstanden sind.“

„Orion hat eine ziemlich aufregende Geschichte hinter sich“, fügt er hinzu.

Den Übeltäter fangen: Eine Quelle für Barnard’s Loop finden

Einer der vom Team entdeckten Hohlräume scheint mit Barnard’s Loop zu korrespondieren, einem berühmten, riesigen Bogen aus heißem Gas in der Orion-Region, den Astronomen seit über hundert Jahren untersuchen. Der Ursprung des Bogens ist umstritten, aber die neue Studie liefert Beweise dafür, dass ein bestimmter Sternhaufen, der eine oder mehrere Supernovae produzierte, eine sehr große Rolle bei der Entstehung von Barnards Schleife spielte.

Der Großteil der neuen Sternentstehung im Orion-Komplex scheint an den Rändern der riesigen Hohlräume zu geschehen – von denen einer fast 500 Lichtjahre breit ist – die in der gesamten Region erscheinen, was darauf hindeutet, dass die Supernovae, die die Hohlräume gebildet haben, letztendlich für die verantwortlich sind Bildung der nächsten Generation von Sternen.

Überall Supernovae

Die neuen Erkenntnisse stimmen mit früheren Arbeiten des Teams über die lokale Per-Tau-Supershell-Blase um die Sonne überein.

„Es scheint klar, dass wir ein ‚Schweizer Käse‘-Bild des interstellaren Mediums sehen werden, mit Sternen, die sich am Rand der Löcher bilden, während wir immer mehr von der Galaxie kartieren“, sagt Alyssa Goodman, Harvard-Professorin, CfA Astronom und Co-Autor der Studie.

„Wir glauben, dass Schalen und Schleifen im Orion, die Per-Tau-Schale und die Lokale Blase die ersten von vielen Entdeckungen sind, die die Entstehung neuer Sterne mit alten Supernovae in Verbindung bringen“, sagt Foley. „Supernovae fegen Gas und Staub zu dichten Klumpen auf und führen so zu perfekten Geburtsorten für neue Sterne. Die Orion-Region, reich an Sternentstehung und Supernovae, ist das jüngste Beispiel dafür.“

Die neuen Orion-Ergebnisse unterstützen die Theorie, dass massereiche Sterne, wenn sie ihr Leben als Supernova-Explosionen beenden, Bedingungen schaffen, die für die Entstehung neuer Sterne reif sind. Das Team arbeitet hart daran, andere Regionen in der Milchstraße in 3D zu analysieren und numerische Simulationen zu verwenden, um zu sehen, wie häufig die Sternentstehung durch Supernovae wirklich ist.

„Dank der Arbeit vieler unglaublicher Wissenschaftler werden 3D-Daten unser Verständnis der Sternentstehung in unserer Galaxie verändern“, bemerkt Foley. „Es kann viel explosiver sein, als wir uns vorstellen können!“

Sehen und veröffentlichen in 3D

Das wissenschaftliche Papier, das die Arbeit von Orion vorstellt, enthält interaktive 3D-Figuren, die die Ergebnisse zeigen, wie im Wesentlichen alle neueren Veröffentlichungen dieses Teams. Die interaktiven Figuren des Teams, die in den letzten Jahren in erschienen sind NaturDas Astrophysikalische Zeitschriftund die Astrophysikalische Zeitschriftenbriefewurden mit dem „Kleber„Visualisierungssoftware, die teilweise von der NASA entwickelt wurde, um eingehende Daten des James-Webb-Weltraumteleskops zu untersuchen.

Die Figuren verwenden ein Plug-in für Glue, das von Co-Autorin Catherine Zucker vom Space Telescope Science Institute geschrieben wurde, um die Figuren eines beliebigen Autors in eine interaktive Grafikumgebung zu exportieren. Das Plug-in ermöglicht es Autoren, Zahlen in einem gewöhnlichen Webbrowser zu manipulieren und ihre Daten weiter zu untersuchen.

Die Nutzung der Open-Source-Glue-Software und Webversionen davon findet derzeit ihren Weg von der Astronomie in andere Bereiche der Wissenschaft. Goodman, der Gründer von glue, hofft, dass „bald alle Wissenschaftler ihre ‚Universen‘ in 3D erforschen und ihre Ergebnisse in Veröffentlichungen genauso einfach teilen werden, wie es Astronomen heute können.“