Ein dreidimensionaler Blick auf die Milchstraße

Das Apex-Teleskop beobachtet Molekülwolken und Sterngeburten in der galaktischen Ebene

3. Dezember 2020

In unserer Milchstraße gibt es ungefähr 200 Milliarden Sonnen und große Mengen an Gas, das zum Teil als Rohmaterial für Sterngeburten dient. Das Gas sammelt sich in kompakten Klumpen, tritt aber auch als ausgedehnte Molekülwolken auf. Mit dem Submillimeterteleskop Apex in Chile haben Astronomen tief in die galaktische Ebene geblickt und das interstellare Medium vermessen. Sie untersuchten die Verteilung des kalten molekularen Gases im inneren Bereich der Milchstraße in bisher unerreichter Genauigkeit. Die Forschenden erstellten einen Katalog von mehr als 10.000 interstellaren Wolken. Dabei fanden sie heraus, dass aktuell nur in etwa zehn Prozent der Wolken Sterne geboren werden. Das Projekt trägt den Namen SEDIGISM (Structure, Excitation and Dynamics of the Inner Galactic Interstellar Medium) und umfasst am Südhimmel ein Gebiet von 84 Quadratgrad.

Bunte Vielfalt: Der Ausschnitt zeigt interstellare Wolken in einem kleinen Bereich von etwa fünf Prozent der gesamten SEDIGISM-Kartierung; jede dieser Bild vergrößern

Bunte Vielfalt: Der Ausschnitt zeigt interstellare Wolken in einem kleinen Bereich von etwa fünf Prozent der gesamten SEDIGISM-Kartierung; jede dieser Wolken ist unterschiedlich eingefärbt. Das kleine Bild links oben stellt in schematischer Darstellung den Verlauf der Spiralarme in unserer Milchstraße dar. Die graue Region markiert den kompletten Bereich der SEDIGISM-Kartierung. Die Richtung des Ausschnitts in der vorliegenden Abbildung ist hellblau.

[weniger]

Die Kartierung enthält Daten aus den Jahren 2013 bis 2017, die das 12-Meter-Apex-Teleskop in den chilenischen Anden gesammelt hatte. „Mit der Veröffentlichung dieser bisher detailliertesten Karte von kalten Molekülwolken in unserer Milchstraße trägt ein langjähriges Beobachtungsprojekt nun Früchte“, sagt Frederic Schuller vom Max-Planck-Institut für Radioastronomie, der Projektleiter von SEDIGISM.

So haben die Wissenschaftler den südlichen Bereich der inneren Milchstraße mit einer Winkelauflösung von 30 Bogensekunden beobachtet; dies entspricht dem 60. Teil des scheinbaren Vollmond-Durchmessers am irdischen Himmel. Zudem haben sie wertvolle Informationen über Struktur, Entfernung und Geschwindigkeit für alle galaktischen Molekülwolken in einem Gesamtgebiet von rund zwei Drittel der inneren Scheibe unserer Milchstraße gewonnen.

Die Forschenden beobachteten die Spektrallinien des Kohlenmonoxid-Moleküls – unter anderem die seltenen Isotope 13CO and C18O – und schlossen daraus auf die Masse sowie die dreidimensionale Verteilung von kaltem und dichtem molekularen Gas im interstellaren Medium. Insgesamt zeigte sich eine Vielzahl von Strukturen wie Filamente und Aushöhlungen, die von unterschiedlichen physikalischen Effekten herrühren.

Molekülwolken enthalten das Rohmaterial, aus dem neue Sterne entstehen. Die Kartierung dieser Wolken ist daher erforderlich, um wichtige Parameter wie etwa die Effizienz der Sternentstehung in unserer Milchstraße zu bestimmen. Strukturen und physikalische Bedingungen innerhalb der Wolken geben die Rahmenbedingungen vor, welche die Theorien der Sternentstehung berücksichtigen müssen. Daher ist es wichtig, die einzelnen Wolken räumlich aufzulösen und voneinander zu unterscheiden.

Ein Schlüssel zum Erfolg war das 12-Meter-Apex-Teleskop mit seiner hochgenauen Oberfläche und einem der weltweit besten Standorte für Submillimeter-Astronomie. Das Instrument befindet sich in 5100 Meter Höhe auf der Chajnantor-Ebene in der chilenischen Atacamawüste mit extrem geringem Wasserdampfgehalt und damit exzellenter Transparenz der Atmosphäre.

Die neuen Daten ergänzen eine Reihe von Kartierungen der galaktischen Ebene, die im vergangenen Jahrzehnt im mittel- bis ferninfraroten Wellenlängenbereich erstellt wurden. Das geschah mit Weltraumteleskopen wie Spitzer und Herschel und bei größeren Wellenlängen auch mit Apex selbst. In allen diesen Projekten fehlte jedoch die Geschwindigkeitsinformation, die SEDIGISM jetzt geliefert hat. Die erneute Analyse der Daten erlaubt es, die Sternentstehung detaillierter zu untersuchen – und damit Struktur und Dynamik der Milchstraße selbst.

HOR / NJ

Zur Redakteursansicht
loading content