Det stora magellanska molnet (LMC) är en satellit från Vintergatan, som innehåller cirka 30 miljarder stjärnor. Sett här i fjärrinfraröd och radiovy, visas LMC:s svala och varma damm i grönt respektive blått med vätgas i rött. Kredit:ESA/NASA/JPL-Caltech/C. Clark (STScI)
Nya bilder med data från ESA (European Space Agency) och NASA-uppdrag visar upp gasen och stoftet som fyller utrymmet mellan stjärnor i fyra av galaxerna närmast vår egen Vintergatan. Mer än slående, ögonblicksbilderna är också en vetenskaplig trove, som ger insikt i hur dramatiskt tätheten av dammmoln kan variera inom en galax.
Med en konsistens som liknar rök skapas damm av döende stjärnor och är ett av de material som bildar nya stjärnor. Dammmolnen som observeras av rymdteleskop formas och formas ständigt av exploderande stjärnor, stjärnvindar och gravitationens effekter. Nästan hälften av allt stjärnljus i universum absorberas av damm. Många av de tunga kemiska grundämnena som är nödvändiga för att bilda planeter som jorden är inlåsta i dammkorn i det interstellära rymden. Så att förstå damm är en viktig del av att förstå vårt universum.
De nya observationerna möjliggjordes genom arbetet av ESA:s Herschel Space Observatory, som verkade från 2009 till 2013. NASA:s Jet Propulsion Laboratory i södra Kalifornien bidrog med viktiga delar av två instrument på rymdfarkosten. Herschels superkalla instrument kunde detektera den termiska glöden från damm, som sänds ut som långt infrarött ljus, ett intervall av våglängder längre än vad mänskliga ögon kan upptäcka.
Andromedagalaxen, eller M31, visas här i fjärrinfraröd och radiovåglängder av ljus. En del av vätgasen (röd) som spårar kanten av Andromedas skiva drogs in från det intergalaktiska rymden, och en del slets bort från galaxer som smälte samman med Andromeda långt tidigare. Kredit:ESA/NASA/JPL-Caltech/C. Clark (STScI)
Herschels bilder av interstellärt damm ger högupplösta vyer av fina detaljer i dessa moln, och avslöjar invecklade understrukturer. Men hur rymdteleskopet konstruerades gjorde att det ofta inte kunde upptäcka ljus från mer utspridda och diffusa moln, särskilt i de yttre delarna av galaxer, där gasen och dammet blir glesare och därmed svagare.
För vissa närliggande galaxer innebar det att Herschel missade upp till 30 % av allt ljus som gavs av damm. Med en så betydande lucka kämpade astronomer för att använda Herschel-data för att förstå hur damm och gas betedde sig i dessa miljöer. För att fylla i Herschel-dammkartorna kombinerar de nya bilderna data från tre andra uppdrag:ESA:s pensionerade Planck-observatorium, tillsammans med två pensionerade NASA-uppdrag, Infrared Astronomical Satellite (IRAS) och Cosmic Background Explorer (COBE).
Bilderna visar Andromedagalaxen, även känd som M31; triangulumgalaxen, eller M33; och de stora och små magellanska molnen – dvärggalaxer som kretsar kring Vintergatan som inte har spiralstrukturen som Andromeda- och Triangulumgalaxerna. Alla fyra är inom 3 miljoner ljusår från jorden.
Det lilla magellanska molnet är en satellit från Vintergatan, som innehåller cirka 3 miljarder stjärnor. Denna långt infraröda och radiovy av den visar det svala (gröna) och varma (blått) dammet, såväl som vätgasen (rött). Kredit:ESA/NASA/JPL-Caltech/C. Clark (STScI)
På bilderna indikerar rött vätgas, det vanligaste grundämnet i universum. Bilden av det stora magellanska molnet visar en röd svans som kommer från den nedre vänstra delen av galaxen som troligen skapades när den kolliderade med det lilla magellanska molnet för cirka 100 miljoner år sedan. Bubblor av tomt utrymme indikerar regioner där stjärnor nyligen har bildats, eftersom intensiva vindar från de nyfödda stjärnorna blåser bort det omgivande dammet och gasen. Det gröna ljuset runt kanterna på dessa bubblor indikerar närvaron av kallt damm som har samlats som ett resultat av dessa vindar. Varmare damm, visat i blått, indikerar var stjärnor bildas eller andra processer har värmt upp dammet.
Många tunga grundämnen i naturen – inklusive kol, syre och järn – kan fastna i dammkorn, och närvaron av olika grundämnen förändrar hur damm absorberar stjärnljus. Detta påverkar i sin tur hur astronomer ser händelser som stjärnbildning.
Triangulumgalaxen, eller M33, visas här i fjärrinfraröd och radiovåglängder av ljus. En del av vätgasen (röd) som spårar kanten av Triangulums skiva drogs in från det intergalaktiska rymden, och en del slets bort från galaxer som smälte samman med Triangulum långt tidigare. Kredit:ESA/NASA/JPL-Caltech/C. Clark (STScI)
I de tätaste dammmolnen kan nästan alla tunga grundämnen låsas in i dammkorn, vilket ökar förhållandet damm till gas. Men i mindre täta områden kommer den destruktiva strålningen från nyfödda stjärnor eller stötvågor från exploderande stjärnor att krossa dammkornen och återföra några av de låsta tunga elementen tillbaka till gasen, vilket ändrar förhållandet igen. Forskare som studerar interstellärt utrymme och stjärnbildning vill bättre förstå denna pågående cykel. Herschel-bilderna visar att damm-till-gas-förhållandet kan variera inom en enda galax med upp till en faktor 20, mycket mer än tidigare uppskattat.
"Dessa förbättrade Herschel-bilder visar oss att dammets "ekosystem" i dessa galaxer är mycket dynamiska, säger Christopher Clark, en astronom vid Space Science Telescope Institute i Maryland, som ledde arbetet med att skapa de nya bilderna. + Utforska vidare
