Lehdistötiedote

Kölin kylmät pilvet

APEX antaa uuden näkymän tähtien muodostumiseen Kölin sumussa

16. marraskuuta 2011

Alimillimetrialueen aallonpituuksia havainnoivalla APEX-teleskoopilla Kölin sumusta paljastui kylmiä pilviä, joissa muodostuu uusia tähtiä. Tämä väkivaltaisen tähtienmuodostumisen alue toimii Linnunradan massiivisimpien tähtien syntysijana ja tarjoaa ainutlaatuisen näkymän nuorten tähtien ja niiden kehtoina toimivien molekyylipilvien väliseen vuorovaikutukseen.

Käyttäen Chilen Andeilla, Chajnantorin tasangolla, sijaitsevan Atacama Pathfinder Experiment (APEX) -teleskoopin LABOCA-kameraa Thomas Preibischin (Universitäts–Sternwarte München, Ludwig-Maximilians-Universität, Saksa) johtama tutkimusryhmä yhdessä Karl Mentenin ja Frederic Schullerin (Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn, Saksa) kanssa kuvasi Kölin sumun aluetta alimillimetriaallonpituuksilla.

Alimillimetrialueella suurin osa säteilystä on peräisin tähtienvälisen aineen pölyhiukkasten vähäisestä lämmöstä. Siksi juuri sen avulla voidaan nähdä tähtien mahdollisina syntysijoina toimivien kosmisen pölyn ja erilaisista molekyyleistä — pääasiassa vedystä — muodostuneiden pilvien sisään. Noin -250ºC lämpötilassa olevien pölyhiukkasten hehku on hyvin heikkoa ja näkyy vain alimillimetriaalloilla, eräällä sähkömagneettisen spektrin alueella, jossa aallonpituus on paljon näkyvää valoa pitempi. Siksi alimillimetrialueen säteily on avain ymmärrykseen kuinka tähdet syntyvät ja vuorovaikuttavat tähtienvälisen aineen pilvien kanssa.

Oheisessa kuvassa APEXin LABOCAlla tehdyt havainnot on esitetty oranssilla värillä. Kuvaan on lisäksi liitetty Cerro Tololon yhteisamerikkalaisen observatorion Curtis Schmidt -teleskoopilla otettu kuva näkyvän valon aallonpituudella. Tuloksena on saatu näyttävä kuvakenttä, joka tarjoaa loistavan näkymän Kölin tähtiensyntyalueeseen. Kokonaisuudessaan Kölin sumuun kuuluvien tähtien massa on noin 25 000 Auringon massaa, minkä lisäksi sumussa on kaasua ja pölyä noin 140 000 Auringon massan verran.

Kuitenkin vain osa Kölin sumun kaasusta on riittävän tiheää romahtaakseen ja muodostaakseen uusia tähtiä lähitulevaisuudessa (tähtitieteellisessä mittakaavassa seuraavien muutamien miljoonien vuosien aikana). Pitemmällä aikavälillä alueen massiivisilla tähdillä on kuitenkin merkittävä vaikutus alueen uusien tähtien synnyn nopeuttamisessa.

Suurimassaiset tähdet elävät korkeintaan vain muutamia miljoonia vuosia (hyvin lyhyt aika verrattuna Auringon kymmeneen miljardiin elinvuoteen), mutta ne vaikuttavat syvällisesti ympäristöönsä koko olemassaolonsa ajan. Nuorina ne puhaltavat ympärilleen voimakasta tähtituulta, joka yhdessä niiden voimakkaan säteilyn kanssa muuttaa ympäröivien kaasupilvien muotoa ja saattaa jopa tiivistää pilviä riittävästi laukaistakseen uusien tähtien syntyprosesseja. Elämänsä lopussa ne ovat erittäin epävakaita ja sylkevät avaruuteen runsaasti ainetta ennen väkivaltaista kuolemaa supernovaräjähdyksessä.

Tunnetuin esimerkki näistä raivokkaista tähdistä on Eta Carinae, kirkas kellertävä tähti kuvan yläreunassa vasemmalla. Sen massa on yli 100 Auringon massaa, mikä tekee siitä erään valovoimaisimmista tunnetuista tähdistä. Seuraavien muutaman miljoonan vuoden kuluessa Eta Carinae tulee räjähtämään supernovana ja myöhemmin useat muutkin saman alueen tähdet tulevat kokemaan loppunsa samaan tapaan.

Supernovaräjähdykset repivät molekyylipilvet hajalle tähden ympäristöstä, mutta kun sokkiaallot ovat levinneet yli kymmenen valovuoden päähän, ne ovat heikentyneet ja hajottamisen sijaan puristavat kaasupilveä tiheämmäksi käynnistäen siten uuden tähtisukupolven synnyn. Supernovat myös synnyttävät lyhytikäisiä radioaktiivisia atomeja, jotka päätyvät romahtaviin pilviin. On vahvaa näyttöä, että vastaavia atomeita on päätynyt oman Aurinkokuntamme synnyttäneeseen pilveen ja niinpä Kölin sumun tutkiminen tuo myös näkökulman oman Aurinkokuntamme syntyyn.

Kölin sumu sijaitsee noin 7500 valovuoden etäisyydellä Kölin tähdistön (Carina) alueella. Sen yhteydessä sijaitsevien useiden suurimassaisten tähtien ansiosta se kuuluu tähtitaivaan kirkkaimpiin tähtienvälisen alueen pilviin. Sumun läpimitta on noin 150 valovuotta, eli se on useita kertoja suurempi muodostuma kuin tunnetumpi Orionin kaasusumu, ja vaikka sumu sijaitsee monta kertaa Orionin sumua etäämpänä, sen näennäinen läpimitta taivaalla on jotakuinkin yhtä suuri. Kölin sumu on laajimpia taivaalla näkyviä tähtienvälisen alueen pilviä.

Läpimitaltaan kaksitoistametrinen APEX-teleskooppi on ESOn ja sen kansainvälisten yhteistyökumppaneiden vallankumouksellisen ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) -teleskoopin suunnannäyttäjä. Myös ALMA rakentuu Chajnantorin tasangolle. APEX muodostuu vain yhdestä ALMAn antennien prototyypistä, kun itse ALMA tulee muodostumaan 54 kaksitoistametrisestä ja 12 seitsemänmetrisestä antennista. Vaikka ALMA saavuttaa paljon suuremman erotuskyvyn, sen näkökenttä on huomattavasti pienempi. Siksi teleskoopit täydentävät toisiaan: APEX löytää useita kohteita laajalta alueelta taivasta, kun ALMA kykenee tutkimaan niitä erittäin yksityiskohtaisesti.

APEX on saksalaisen Max-Planck-Institut für Radioastronomien (MPIfR), ruotsalaisen Onsalan observatorion (OSO) ja ESOn yhteistyöprojekti. APEXin operointi on ESOn vastuulla.

ALMA on kansainvälinen tähtitieteellinen tutkimuskeskus ja Euroopan, Pohjois-Amerikan, Itä-Aasian ja Chilen välinen yhteistyöprojekti. ALMAn rakentamista ja toimintaa ohjaavat Euroopan osalta ESO, Pohjois-Amerikan osalta National Radio Astronomy Observatory (NRAO) ja Itä-Aasian osalta National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ). Yhteistyöelin Joint ALMA Observatory (JAO) vastaa projektin johtamisesta sekä rakentamisen, toimeksiantojen että toiminnan osalta.

Lisätietoa

Nämä LABOCAn havainnot julkaistiin tieteellisessä artikkelissa “A deep wide-field sub-mm survey of the Carina Nebula complex” by Preibisch et al., A&A, 525, A92 (2011): http://adsabs.harvard.edu/abs/2011A%26A...525A..92P

ESO, Euroopan eteläinen observatorio, on Euroopan johtava hallitustenvälinen tähtitieteen organisaatio ja maailman tieteellisesti tuotteliain tähtitieteellinen observatorio. ESO:lla on 15 jäsenmaata: Alankomaat, Belgia, Brasilia, Espanja, Iso-Britannia, Italia, Itävalta, Portugali, Ranska, Ruotsi, Saksa, Suomi, Sveitsi, Tanska ja Tšekin tasavalta. ESO toteuttaa kunnianhimoista ohjelmaa, joka keskittyy tehokkaiden maanpäällisten havaintovälineiden suunnitteluun, rakentamiseen ja käyttöön. Välineiden avulla tähtitieteilijät voivat tehdä merkittäviä tieteellisiä löytöjä. ESO:lla on myös johtava asema tähtitieteen tutkimuksen kansainvälisen yhteistyön edistämisessä ja organisoinnissa. ESO:lla on Chilessä kolme ainutlaatuista huippuluokan observatoriota: La Silla, Paranal ja Chajnantor. ESO:lla on Paranalilla Very Large Telescope (VLT), maailman kehittynein näkyvää valoa havainnoiva tähtitieteellinen observatorio, ja kaksi kartoitusteleskooppia. VISTA toimii infrapuna-alueella ja on maailman suurin kartoitusteleskooppi. VLT Survey Telescope on suurin vartavasten taivaan näkyvän valon kartoitukseen suunniteltu teleskooppi. ESO on maailman suurimman tähtitieteellisen projektin, vallankumouksellisen ALMA-teleskoopin eurooppalainen yhteistyökumppani. Parhaillaan ESO suunnittelee 40-metrin kokoluokan optisen/lähi-infrapuna-alueen European Extremely Large -teleskooppia (E-ELT) josta tulee “maailman suurin tähtitaivasta havainnoiva silmä”.

Linkit

• Lisätietoja Thomas Preibischin ryhmän Kölin sumua käsittelevistä tutkimuksista: A panchromatic view of massive star feedback and triggered star formation in the Carina Nebula

Yhteystiedot

Thomas Preibisch
Universitäts-Sternwarte München, Ludwig-Maximilians-Universität
Munich, Germany
Puh.: +49 89 2180 6016
Sähköposti: preibisch@usm.uni-muenchen.de

Douglas Pierce-Price
ESO ALMA/APEX Public Information Officer
Garching, Germany
Puh.: +49 89 3200 6759
Sähköposti: dpiercep@eso.org

Pasi Nurmi (Lehdistön yhteyshenkilö Suomi)
ESO Science Outreach Network ja University of Turku
Turku, Finland
Puh.: +358 29 4504 358
Sähköposti: eson-finland@eso.org

Connect with ESO on social media