Pölyrakenteita alle 500 valovuoden etäisyydellä Auringosta

Planck näkee kylmän pölyn kuvakudoksen

17 Maaliskuu 2010

Galaksimme poikki levittäytyvät jättiläismäiset kylmän pölyn rihmat paljastuvat ESAn Planck-observatorion uudessa kuvassa. Näiden rakenteiden analysoiminen voi auttaa ymmärtämään galaksiamme muokkaavia voimia, jotka saattavat alkuun tähtien syntymisen.

Planckin suunniteltuna päätehtävänä on tutkia kosmologian suurimpia mysteerejä. Miten maailmankaikkeus muodostui? Miten galaksit saivat muotonsa? Uusi kuva laajentaa sen tutkimukset oman galaksimme kylmän pölyn rakenteisiin.

Planck skannaamassa taivasta

Kuva näyttää rihmamaisen pölyrakenteen lähiympäristössämme, noin 500 valovuoden säteellä Auringosta. Paikalliset rihmat ovat yhteydessä Linnunrataan, joka näkyy kuvassa vaaleanpunaisena vaakasuorana alueena sen alaosassa. Sillä alueella näkyvä säteily tulee huomattavasti kauempaa galaksimme kiekosta.

Kuvan värit on valittu kertomaan pölyn erilaisesta lämpötilasta. Valkoiset ja vaaleanpunaiset sävyt ovat pölyä, jonka lämpötila on joitakin kymmeniä asteita absoluuttisen nollapisteen yläpuolella. Tummemmat värit ovat pölyä noin -261°C:n lämpötilassa eli vain 12 astetta absoluuttisen nollapisteen yläpuolella. Lämpimämpi pöly on keskittynyt galaksin tasoon kun taas sen yläpuolella ja alapuolella oleva pöly on kylmempää.

Planckin laajempi kuva merkittynä punaisella laatikolla

Kuva näyttää rihmamaisen pölyrakenteen lähiympäristössämme, noin 500 valovuoden säteellä Auringosta. Paikalliset rihmat ovat yhteydessä Linnunrataan, joka näkyy kuvassa vaaleanpunaisena vaakasuorana alueena sen alaosassa. Sillä alueella näkyvä säteily tulee huomattavasti kauempaa galaksimme kiekosta.

Kuvan värit on valittu kertomaan pölyn erilaisesta lämpötilasta. Valkoiset ja vaaleanpunaiset sävyt ovat pölyä, jonka lämpötila on joitakin kymmeniä asteita absoluuttisen nollapisteen yläpuolella. Tummemmat värit ovat pölyä noin -261°C:n lämpötilassa eli vain 12 astetta absoluuttisen nollapisteen yläpuolella. Lämpimämpi pöly on keskittynyt galaksin tasoon kun taas sen yläpuolella ja alapuolella oleva pöly on kylmempää.

"Syytä siihen, miksi rakenteet ovat juuri tällaisia, ei ymmärretä kovin hyvin", kertoo Planckin päätutkija Jan Tauber ESAsta. Tiheimpiä alueita kutsutaan molekyylipilviksi kun taas hajanaisemmat osat tunnetaan 'cirrus'-nimellä. Molemmat koostuvat sekä pölystä että kaasusta, vaikka kaasua ei kuvassa suoraan näykään.

Molekyylipilviä ja cirrusta muokkaavat useat eri voimat kuvissa näkyvien rihmojen kaltaisiksi. Esimerkkinä näistä on galaksin pyöriminen, mikä johtaa suuressa mittakaavassa spiraalimaisiin tähtien, pölyn ja kaasun muotoihin. Gravitaatiollakin on tärkeä vaikutus pölyn ja kaasun kasaantumisessa. Tähtien säteily sekä hiukkassuihkut puhaltavat pölyä ja kaasua ympäriinsä ja magneettikentilläkin on oma roolinsa, jonka merkittävyyttä ei nykyään täysin tunneta.

Kuvan kirkkaat täplät ovat tiheitä aineen keskittymiä, jotka mahdollistavat tähtien syntymisen. Samalla kun ainekeskittymät kutistuvat, niistä tulee tiheämpiä ja ne suojaavat itseään paremmin valolta ja muulta säteilyltä. Tämä mahdollistaa niiden kylmenemisen helpommin ja ne painuvat kasaan nopeammin.

Rihmamaisia muodostelmia suuressa ja pienessä mittakaavassa Linnunradassa

ESAn Herschel-avaruusteleskooppia voidaan käyttää alueiden yksityiskohtien tutkimiseen, mutta ainoastaan Planck pystyy löytämään ne koko taivaan alueelta. Toukokuussa 2009 laukaistut Planck ja Herschel tutkivat molemmat maailmankaikkeuden kylmimpiä osia. Planck tarkastelee suuria rakenteita, kun taas Herschel havainnoi yksityiskohtaisemmin pienempiä rakenteita, kuten lähialueen tähtiä synnyttäviä alueita.

Eräs ratkottavista palapeleistä liittyy siihen, miksi samantyyppisiä rihmarakenteita esiintyy sekä isossa että pienessä mittakaavassa. "Se on suuri kysymys", toteaa Tauber.

Uusi kuva on yhdistelmä Planckin Korkeataajuusintrumentin (HFI, High Frequency Instrument) datasta 540 ja 350 mikrometrin aallonpituuksilta sekä 100 mikrometrin kuvasta, joka otettiin vuonna 1983 IRAS-satelliitilla.

HFI-data tallennettiin osana Planckin ensimmäistä koko taivaan kartoitusta mikroaaltojen aallonpituuksilla. Aluksen pyöriessä sen intrumentit pyyhkäisevät taivaan poikki. Joka kierroksella ne ylittävät Linnunradan kahdesti. Siksi Planckin päätehtävän eli alkuräjähdyksen jälkihehkun lisäksi se tuottaa myös erinomaisia karttoja kotigalaksistamme.

Lisätietoja:

Jan Tauber, Planck Project Scientist
European Space Agency
Email: Jan.Tauber @ esa.int

Copyright 2000 - 2014 © European Space Agency. All rights reserved.