Podczas gdy większość nowonarodzonych gwiazd jest ukryta pod kocem gazu i pyłu, obserwatorium kosmiczne Planck - z jego mikrofalowymi oczami - może zajrzeć pod tę osłonę, aby zapewnić nowy wgląd w powstawanie gwiazd. Najnowsze zdjęcia opublikowane przez zespół Plancka ujawniają dwa różne regiony gwiazdotwórcze w Drodze Mlecznej, a ze zdumiewającymi szczegółami ukazują różne procesy fizyczne w pracy.
„Widząc” na dziewięciu różnych długościach fali, Planck przyjrzał się regionom tworzącym gwiazdy w konstelacjach Oriona i Perseusza. Górne zdjęcie pokazuje ośrodek międzygwiezdny w regionie Mgławicy Oriona, w którym gwiazdy aktywnie formują się w dużych ilościach. „Moc bardzo szerokiego zasięgu fali Plancka jest natychmiast widoczna na tych zdjęciach”, powiedział Peter Ade z Cardiff University, współinicjator w Plancku. „Widziana tutaj czerwona pętla to Pętla Barnarda, a fakt, że jest ona widoczna przy dłuższych falach, mówi nam, że jest emitowana przez gorące elektrony, a nie przez pył międzygwiezdny. Możliwość oddzielenia różnych mechanizmów emisji ma kluczowe znaczenie dla podstawowej misji Plancka ”.
Porównywalna sekwencja zdjęć poniżej, pokazująca region, w którym mniej gwiazd tworzy się w pobliżu konstelacji Perseusza, ilustruje, w jaki sposób można destylować strukturę i rozkład ośrodka międzygwiezdnego z obrazów uzyskanych za pomocą Plancka.
Przy długościach fal, na których obserwują czułe instrumenty Plancka, Droga Mleczna emituje silnie nad dużymi obszarami nieba. Emisja ta wynika przede wszystkim z czterech procesów, z których każdy można odizolować za pomocą Plancka. Przy najdłuższych długościach fal, około centymetra, Planck mapuje rozkład emisji synchrotronu z powodu szybkich elektronów oddziałujących z polami magnetycznymi naszej Galaktyki. Przy pośrednich długościach fali kilku milimetrów w emisji dominuje gaz zjonizowany ogrzewany przez nowo utworzone gwiazdy. Przy najkrótszych długościach fal, około milimetra i poniżej, Planck mapuje rozkład pyłu międzygwiezdnego, w tym najzimniejsze zwarte regiony w końcowych stadiach zapadania się w kierunku formowania się nowych gwiazd.
„Prawdziwą potęgą Plancka jest połączenie instrumentów wysokiej i niskiej częstotliwości, które pozwalają nam po raz pierwszy rozplątać trzy przedpole” - powiedział profesor Richard Davis z Jodrell Bank Center for Astrophysics z University of Manchester. „Jest to interesujące samo w sobie, ale pozwala nam także znacznie lepiej widzieć Tło Kosmicznej Mikrofali”.
Po utworzeniu nowe gwiazdy rozpraszają otaczający gaz i pył, zmieniając własne środowisko. Delikatna równowaga między powstawaniem gwiazd a rozproszeniem gazu i pyłu reguluje liczbę gwiazd tworzonych przez daną galaktykę. Na tę równowagę wpływa wiele procesów fizycznych, w tym grawitacja, ogrzewanie i chłodzenie gazu i pyłu, pola magnetyczne i inne. W wyniku tej interakcji materiał przestawia się na „fazy”, które współistnieją obok siebie. Niektóre regiony, zwane „chmurami molekularnymi”, zawierają gęsty gaz i pył, podczas gdy inne, zwane „cirrus” (które wyglądają jak delikatne chmury, które mamy tutaj na Ziemi), zawierają bardziej rozproszony materiał.
Ponieważ Planck może przyjrzeć się tak szerokiemu zakresowi częstotliwości, może po raz pierwszy dostarczyć dane jednocześnie o wszystkich głównych mechanizmach emisji. Szeroki zasięg fali Plancka, który jest wymagany do badania kosmicznego mikrofalowego tła, okazuje się również kluczowy dla badania ośrodka międzygwiezdnego.
„Mapy Plancka są naprawdę fantastyczne”, powiedział dr Clive Dickinson, również z University of Manchester. „To ekscytujące czasy”.
Planck mapuje niebo za pomocą instrumentu wysokiej częstotliwości (HFI), który obejmuje pasma częstotliwości 100–857 GHz (długości fali od 3 mm do 0,35 mm), oraz instrumentu niskiej częstotliwości (LFI), który obejmuje pasma częstotliwości 30–70 GHz (długości fali) od 10 mm do 4 mm).
Zespół Planck zakończy pierwszą ankietę na niebie w połowie 2010 r.), A statek kosmiczny będzie nadal zbierał dane do końca 2012 r., W tym czasie wykona cztery skany nieba. Osiągnięcie głównych wyników kosmologii będzie wymagało około dwóch lat przetwarzania i analizy danych. Pierwszy zestaw przetwarzanych danych zostanie udostępniony światowej społeczności naukowej pod koniec 2012 r.
Źródło: ESA i Cardiff University
