Staubwolken geben Aufschluss über die Entwicklung der Milchstraße
Ein wissenschaftliches Team, das vom EU-finanzierten Projekt EXPLORE unterstützt wird, ist einen Schritt näher an der Entschlüsselung von Geheimnissen der Milchstraße – der Galaxie aus Milliarden von Sternen, Gas und Staub, die wir unser Zuhause nennen. Mit Hilfe neuer Daten aus einem interaktiven Werkzeug, das verschiedene weltraumwissenschaftliche Datensätze auswertet, konnte es eine Animation erstellen, die den Staub in der Milchstraße modelliert. Die Arbeit wird in einer Studie beschrieben, die in der Fachzeitschrift „Astronomy ’ Astrophysics“ veröffentlicht wurde. Das interaktive Werkzeug kombiniert Daten von Gaia, der ehrgeizigen Mission der Europäischen Weltraumorganisation zur Erstellung einer 3D-Karte unserer gesamten Galaxie, mit Messungen aus dem Archiv der Infrarot-Himmelsbeobachtungen von Two Micron All Sky Survey (2MASS). Anhand dieser Daten wurden 3D-Karten der Extinktion – der Schwächung des Lichts von Sternen und anderen fernen Objekten – erstellt. Sie wird durch interstellaren Staub verursacht, der sichtbar ist, wenn man von der Erde aus in Richtung des Zentrums der Milchstraße blickt. Der Ablauf dieser Extinktion kann in einem YouTube-Video beobachtet werden.
Ausdünnende Staubwolken und Fenster
Die 3D-Karten machen sichtbar, wie die Umrisse der Galaxie immer mehr Gestalt annehmen, je weiter wir uns von der Erde entfernen. Wie in einer Pressemitteilung auf der Website des EXPLORE-Projekts berichtet wird, zeigen sie die gesamte Staubansammlung in Erdnähe bis zu etwa 13 000 Lichtjahren in Richtung des galaktischen Zentrums – was einem Zehntel des Weges durch die Milchstraße entspricht. In der Nähe unseres Planeten wird der Staub aufgewirbelt, doch je weiter man sich entfernt, desto mehr lichtet sich der Staub entlang der galaktischen Ebene. Die Animation hat auch zwei Fenster enthüllt – eines oberhalb und eines unterhalb der galaktischen Ebene. „Staubwolken stehen im Zusammenhang mit der Entstehung und dem Tod von Sternen. Aus ihrer Verteilung lässt sich daher nachvollziehen, wie sich Strukturen in der Galaxie gebildet haben und wie sich die Galaxie entwickelt“, erklärt der Hauptautor der Studie, Dr. Nick Cox vom EXPLORE-Projektkoordinator ACRI-ST, Frankreich, in der Pressemitteilung. „Die Karten sind auch für die Kosmologie von Bedeutung, da sie Regionen aufzeigen, in denen es keinen Staub gibt und wir einen klaren, ungehinderten Blick aus der Milchstraße heraus haben, um das Universum darüber hinaus zu erforschen, etwa für Tiefenfeld-Beobachtungen mit Hubble oder dem neuen James-Webb-Weltraumteleskop.“ Prof. Albert Zijlstra vom EXPLORE-Projektpartner Universität Manchester, Vereinigtes Königreich, erklärt: „Hochmodernes maschinelles Lernen und visuelle Analysen besitzen das Potenzial, den wissenschaftlichen Gewinn und die Entdeckungsmöglichkeiten der Weltraumforschungsmissionen erheblich zu verbessern, aber der Bereich der Astronomie ist hier noch ein relativ neues Einsatzgebiet. Mit einem ständigen Strom neuer Daten, wie der jüngsten dritten Veröffentlichung von Gaia-Daten im Juni 2022, müssen wir eine zunehmende Fülle von Informationen auswerten – jenseits dessen, was ein Mensch in seinem ganzen Leben bewältigen könnte. Wir brauchen Werkzeuge wie diese, die wir für EXPLORE entwickeln, um wissenschaftliche Entdeckungen zu unterstützen. Sie helfen uns beispielsweise, Eigenschaften innerhalb der Daten zu charakterisieren oder die interessantesten oder ungewöhnlichsten Merkmale und Strukturen herauszufiltern.“ Neben der galaktischen Wissenschaft konzentriert sich EXPLORE (Innovative Scientific Data Exploration and Exploitation Applications for Space Sciences) zudem auf die Beobachtung des Mondes und die Charakterisierung von Sternen. Das Projekt endet im Oktober 2023. Weitere Informationen: EXPLORE-Projektwebsite
Schlüsselbegriffe
EXPLORE, Milchstraße, Galaxie, Staub, Stern, Weltraum, Staubextinktion
