Forscher erstellen die bislang beste Karte der Milchstraßen-Galaxie

Die HI4PI-Karte zeigt Gas mit verschiedenen Geschwindigkeiten. Die Ebene der Milchstraßen-Galaxie verläuft horizontal durch die Bildmitte. Die Magellanschen Wolken befinden sich unten rechts. (Benjamin Winkel, Max Planck Institute, and the HI4PI collaboration)
Die HI4PI-Karte zeigt Gas mit verschiedenen Geschwindigkeiten. Die Ebene der Milchstraßen-Galaxie verläuft horizontal durch die Bildmitte. Die Magellanschen Wolken befinden sich unten rechts. (Benjamin Winkel, Max Planck Institute, and the HI4PI collaboration)

Wasserstoff, Ordnungszahl 1: Es ist das einfachste und leichteste Element im Periodensystem, aber lassen Sie sich von seinem bescheidenen Aussehen nicht täuschen. Mit nur einem einzigen Proton und einem einzigen Elektron ist es das häufigste Element im Universum und hat in den letzten 13 Milliarden Jahren die Entstehung von Sternen ermöglicht.

Jetzt haben Wissenschaftler, darunter ein Astrophysiker der West Virginia University, die Verteilung dieses Schlüsselelements in der Milchstraßen-Galaxie kartiert und offenbaren Details unserer Galaxie, die nie zuvor beobachtet wurden. Die neue Karte ist das Ergebnis der Arbeit eines weltumspannenden Forschungsteams, darunter D. J. Pisano, außerordentlicher Professor für Physik und Astronomie am Eberly College of Arts and Sciences. Die Forschungsarbeit wurde am 19. Oktober 2016 im Journal Astronomy and Astrophysics veröffentlicht.

Der HI4PI Survey sammelte hochauflösende Daten über Wolken aus Wasserstoffgas, was den Forschern erlaubte, mehr über die in diesen Regionen ablaufenden physikalischen Prozesse zu erfahren, woher die Strukturen kommen und mehr. HI4PI bezieht sich auf die Bezeichnung für neutralen Wasserstoff (HI) und die geometrische Beschreibung des gesamten Himmels (4*PI). Mit dem Survey können die Wissenschaftler den Himmel in allen Richtungen untersuchen.

Das Team verwendete zwei der weltgrößten vollbeweglichen Radioteleskope: das Parkes Observatory in Australien und das 100-Meter-Radioteleskop in Effelsberg (Deutschland). Aufgrund ihrer schieren Größe und anderer technischer Eigenschaften sind diese wissenschaftlichen Instrumente hochempfindlich. Sie können tief in den Weltraum blicken und Forschern Bereiche des Universums zugänglich machen, die oft unsichtbar oder verborgen sind.

Das Team nutzte die beiden Teleskope, um den Himmel sowohl von der nördlichen als auch von der südlichen Hemisphäre zu durchmustern. Weil das Team die Daten von zwei verschiedenen Teleskopen sammelte, führten Astronomen in Deutschland eine zusätzliche Datenverarbeitung durch, um eine kombinierte, konsistente Karte zu erstellen. “Das Ziel der Durchmusterung – der komplette Himmel – hätte ohne die Zusammenarbeit von Wissenschaftlern auf der ganzen Welt nicht erreicht werden können”, sagte Pisano.

Die Studie erforderte mehr als eine Million Einzelbeobachtungen und etwa zehn Milliarden einzelner Datenpunkte. Pisano und seine Mitarbeiter des Galactic All Sky Survey in Australien verbrachten über 2.000 Stunden verteilt auf mehr als zwei Jahre damit, das Parkes Telescope für die Kartierung des Himmels südlich des Äquators einzusetzen. Die frühere Durchmusterung, der Leiden-Argentine-Bonn oder LAB-Survey nutzte ein kleineres Teleskop und wurde vor elf Jahren veröffentlicht. Die neue Studie stützt sich auf moderne Technologie mit der doppelten Empfindlichkeit und der vierfachen Auflösung, was eine Vielzahl an kleinen und großen Strukturen enthüllt, die nie zuvor beobachtet wurden.

Man stelle sich den Unterschied zwischen einem unscharfen oder verpixelten Foto und einem hochaufgelösten, detaillierten Bild vor. “Das Ergebnis dieser Arbeit ist eine viel umfassendere Karte unserer Galaxie, die es Wissenschaftlern ermöglichen wird, die Milchstraßen-Galaxie und unsere galaktischen Nachbarn besser zu verstehen”, sagte Pisano. “Das ist ein Meilenstein auf dem Gebiet der Astrophysik, der in den kommenden Jahrzehnten neue Einblicke gewähren wird.”

Pisanos Forschungsinteressen konzentrieren sich darauf, wie Galaxien entstehen und sich entwickeln. Er sagte, eine Sache, die HI4PI zeige, sei die Art und Weise, wie das kalte Gas im Halo am Rand der Milchstraßen-Galaxie mit heißem Gas interagiere. Er sagte außerdem, dass der neue Survey helfe, Lücken in den bisherigen Durchmusterungsprogrammen zu schließen, um eine vollständigere und genauere Karte zu bekommen. Die HI4PI-Daten sind im astronomischen Datenzentrum in Straßburg für Wissenschaftler verfügbar.

Abhandlung: “HI4PI: A full-sky HI survey based on EBHIS and GASS

Quelle

(THK)

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