Die kalte Seite der Milchstraße

  • 26. February 2016

ATLASGAL-Kartierung von dunklen Staubregionen der Milchstraße abgeschlossen.

Eine Reihe von spektakulären Bildern der Milchstraße hat der „APEX Telescope Large Area Survey of the Galaxy” (ATLASGAL) veröffentlicht. Das „Atacama Pathfinder Experiment“ (APEX) ist ein Gemeinschafts­projekt des Max-Planck-Instituts für Radio­astronomie (MPIfR), des Onsala Space Observatory (OSO) und der Europäischen Südsternwarte (ESO). Im Rahmen des Projekts wurde der komplette südliche Bereich der Milchstraßenebene zum ersten Mal in Sub­millimeter­wellen­längen bei hoher Auflösung erfasst. Dadurch werden Details und Strukturen sichtbar, die kleinere Weltraum­teleskopen bei gleicher Wellenlänge nicht erfassen. Das 12-Meter-APEX-Teleskop spielt eine Vorreiterrolle bei der Untersuchung des kalten Universums, von kosmischen Gas- und Staubwolken mit Temperaturen von nur einigen zehn Grad über dem absoluten Nullpunkt.

Abb.: Drei unterschiedliche Bereiche der Milchstraße. Oben: Zentriert auf das Galaktische Zentrum in Richtung des Sternbilds „Schütze“. Das helle Objekt direkt links vom Zentrum des Bildes ist Sgr B2. Unten links: Himmelsregion in Richtung des Sternbilds „Skorpion”mit NGC 6334 als hellster Quelle. Unten rechts: Himmelsregion in Richtung des Sternbilds „Schild“. (Bild: ATLASGAL-Konsortium / Csengeri et al.)

Abb.: Drei unterschiedliche Bereiche der Milchstraße. Oben: Zentriert auf das Galaktische Zentrum in Richtung des Sternbilds „Schütze“. Das helle Objekt direkt links vom Zentrum des Bildes ist Sgr B2. Unten links: Himmelsregion in Richtung des Sternbilds „Skorpion”mit NGC 6334 als hellster Quelle. Unten rechts: Himmelsregion in Richtung des Sternbilds „Schild“. (Bild: ATLASGAL-Konsortium / Csengeri et al.)

APEX ist ein Teleskop von 12 Metern Durchmesser in 5100 Metern Höhe auf der Chajnantor-Hochebene in der chilenischen Atacamawüste. Der mit diesem Teleskop erstellte „APEX Telescope Large Area Survey of the Galaxy“ (ATLASGAL) profitiert von den einmaligen Eigenschaften dieses Teleskops und ermöglicht dadurch ein detailliertes Bild der Verteilung von dichtem kalten Gas entlang der Ebene der Milchstraße. Tatsächlich umfasst die komplette ATLASGAL-Kartierung den überwiegenden Teil der Stern­entstehungs­gebiete in unserer Milchstraße.

Die Karten von ATLASGAL decken insgesamt einen 140 Grad langen und 3 Grad breiten Streifen am Himmel ab. Das Projekt ist das bis dato erfolgreichste Beobachtungs­programm mit dem APEX-Teleskop, mit mehr als 69 auf ATLASGAL basierenden wissenschaftlichen Veröffentlichungen. Da nun die reduzierten Daten und Datenprodukte für die komplette Astronomische Gemeinschaft zur Verfügung stehen, ist zu erwarten, dass diese Zahl alsbald kräftig ansteigen wird.

Das Herzstück von APEX bilden seine exzellenten Empfangs­systeme. Einer dieser Empfänger, LABOCA („LArge BOlometer Camera”), mit dem nach wie vor größten Detektor seiner Art auf der Südhalb­kugel, wurde für die ATLASGAL-Messungen eingesetzt. LABOCA misst die eintreffende Strahlung in Sub­millimeter-Wellen­längen über einen dadurch verursachten winzigen Temperatur­anstieg. Dadurch wird es möglich, die Strahlung von dunklen Staubregionen zu erfassen, die das Licht von dahinter­liegenden Sternen komplett absorbieren.

Abb.: Bild der Milchstraße in Richtung des Sternbilds “Skorpion”. Rot: APEX-Daten bei einer Wellenlänge von 0,87 Millimeter; Orange: Planck-Satellit (ESA); Blau: Spitzer (NASA) im Rahmen der GLIMPSE-Kartierung. (Bild: ESO / APEX / ATLASGAL consortium / NASA / GLIMPSE consortium)

Abb.: Bild der Milchstraße in Richtung des Sternbilds “Skorpion”. Rot: APEX-Daten bei einer Wellenlänge von 0,87 Millimeter; Orange: Planck-Satellit (ESA); Blau: Spitzer (NASA) im Rahmen der GLIMPSE-Kartierung. (Bild: ESO / APEX / ATLASGAL consortium / NASA / GLIMPSE consortium)

„Wenn wir die ATLASGAL-Messungen mit ihrer hohen Winkel­auflösung mit den Daten vom Planck-Weltraum­observatorium der ESA verknüpfen, erhalten wir daraus einen Datensatz von Weltraum­qualität, aber mit einer zwanzigfach höheren Auflösung”, sagt Axel Weiß vom MPIfR, der für die Verbindung beider Datensätze verantwortlich zeichnete. Dadurch wird es den Astronomen nun möglich, Sub­milli­meter­strahlung nachzuweisen, die sich über einen großen Bereich am Himmel verteilt, und so den Gesamtanteil von dichtem Gas im inneren Bereich der Milchstraße zu erfassen. Die ATLASGAL-Daten wurden außerdem dafür verwendet, kalte und massereiche Wolken, in denen eine neue Generation von Sternen heranwächst, möglichst komplett statistisch zu erfassen.

„ATLASGAL bringt uns aufregende neue Erkenntnisse darüber, wo sich die nächste Generation von massereichen Sternen und Sternhaufen bildet. Durch die Verknüpfung mit den Planck-Daten erhalten wir einen Zugang zu den groß­skaligen Strukturen der riesigen Molekül­wolken, in denen das stattfindet“, bemerkt Timea Csengeri, ebenfalls vom MPIfR, die Erstautorin der Veröffentlichung über die Verteilung von kaltem Staub in der Milchstraße auf der Basis der kombinierten ATLASGAL- und Planck-Daten.

Am APEX-Teleskop wurden erst kürzlich die ersten zehn Jahre erfolgreicher Forschung über das kalte Universum gefeiert. Das Teleskop spielt dabei eine wichtige Rolle nicht nur als Pfadfinder, sondern auch als komplementäres Instrument zu ALMA, dem „Atacama Large Millimeter/submillimeter Array“, das sich in unmittelbarer Nachbar­schaft ebenfalls auf der Chanjantor-Hochebene in Chile befindet. Mit APEX , das ursprünglich auf einer Prototyp-Antenne für ALMA basiert, wurden bereits eine Menge neuer Himmelsobjekte aufgespürt, die anschließend mit Hilfe von ALMA sehr detailliert untersucht werden konnten.

„ATLASGAL ermöglicht uns einen neuen und geänderten Blick in das dichte inter­stellare Medium in unserer Milchstraße“, sagt Leonardo Testi von der ESO, Mitglied im ATLASGAL-Forschungsteam und europäischer Projekt­wissenschaftler für ALMA. „Die jetzt erfolgte Veröffentlichung des kompletten Datensatzes eröffnet eine exzellente Möglichkeit für neue Entdeckungen. Viele Wissenschaftler­teams nutzen bereits die ATLASGAL-Daten um damit detaillierte Nachfolge­beobachtungen mit ALMA zu konzipieren.“

„Die moderne Astronomie geht immer von einem Multiwellenlängen-Ansatz aus. ATLASGAL fügt einen Blick aufs kalte Universum hinzu, und damit direkt hinein in die Wiegen junger Sterne“, schließt Karl Menten vom MPIfR, der Leiter des APEX-Projekts.

MPIfR / DE

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