ESO:n teleskooppi on paljastanut piilossa olleet näkymät valtaviin tähtien syntyalueisiin

eso2307fi — Valokuvan julkistus, suomennos Pasi Nurmi, Turun yliopisto

Tähtitieteilijät ovat ESO:n Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy, eli VISTA-teleskoopin avulla koonneet viidestä läheisestä tähtien syntyalueesta infrapuna-alueen katalogin kokoamalla yhteen yli miljoona kuvaa. Näissä suurissa mosaiikkikuvissa näkyy nuoria tähtiä paksuihin pölypilviin peittyneinä. Näiden havaintojen ansiosta tähtitieteilijöillä on ainutlaatuinen aineisto tähtien syntymän monimutkaisen pulman ratkaisemiselle.

Tässä kuvassa näkyy Käärmeenkantajan tähdistössä L1688-alue, jossa muodostuu uusia tähtiä värikkäissä kaasu- ja pölypilvissä. Tämän kuvan taustalla olevat infrapunahavainnot paljastavat uusia yksityiskohtia tähtienmuodostusalueilla, jotka ovat yleensä pölypilvien peittämiä. Kuva on tuotettu VIRCAM -laitteen keräämällä tiedolla, joka on kiinnitetty VISTA- teleskooppiin ESO:n Paranalin observatoriossa Chilessä. Havainnot tehtiin osana VISIONS -tutkimusta, jonka avulla tähtitieteilijät voivat paremmin ymmärtää, kuinka tähdet muodostuvat pöly- ja kaasupilvissä. 

Kuva ESO/Meingast & al.

"Näissä kuvissa voimme nähdä kaikkein himmeimmätkin valonlähteet, kuten Aurinkoa huomattavasti pienemmät tähdet paljastaen kohteita, joita kukaan ei ole koskaan aiemmin nähnyt", sanoi Itävallan Wienin yliopiston tähtitieteilijä Stefan Meingast ja tänään Astronomy & Astrophysics -lehdessä julkaistun uuden tutkimuksen pääkirjoittaja. "Tämä auttaa meitä ymmärtämään niitä prosesseja, jotka muuttavat kaasun ja pölyn tähdiksi".

Tähdet muodostuvat, kun kaasu- ja pölypilvet romahtavat oman painovoimansa alla. Kuitenkaan yksityiskohtia siitä, miten tämä tapahtuu, ei täysin ymmärretä. Kuinka monta tähteä pilvestä syntyy? Kuinka isoja ne ovat? Kuinka monella tähdellä on myös planeettoja?

Vastatakseen näihin kysymyksiin Meingastin tutkimusryhmä tutki viittä läheistä tähtien syntyaluetta ESO:n Chilessä Paranalin observatoriolla sijaitsevalla VISTA-teleskoopilla. Tutkimusryhmä havaitsi VISTAn infrapunakamera VIRCAMin avulla syvältä pölypilvien sisältä tulevaa valoa. "Pöly peittää nämä nuoret tähdet meidän katseeltamme, jolloin ne ovat käytännössä silmillemme näkymättömiä. Voimme katsoa syvälle näihin pilviin vain infrapuna-aallonpituudella ja tutkia tähtien muodostumista", kertoi Alena Rottensteiner, tohtoriopiskelija myös Wienin yliopistosta ja yksi tutkimuksen tekijöistä.

VISIONS-nimisessä taivaankartoituksessa havaittiin tähtien syntyalueita Orionin, Käärmeenkantajan, Kameleontin, Etelän kruunun ja Suden tähdistöissä. Nämä alueet ovat alle 1 500 valovuoden päässä meistä ja niin suuria, että ne ulottuvat valtavalle taivaanalueelle. VIRCAMin kuvakentän halkaisija on 1,5 astetta, mikä sopii ainutlaatuisesti näiden valtavien alueiden kartoittamiseen.

Tutkimusryhmä otti yli miljoona kuvaa viiden vuoden aikana. Yksittäiset kuvat koostettiin tässä julkaistuiksi suuriksi mosaiikkikuviksi, jotka paljastavat valtavat kosmiset maisemat. Näissä tarkoissa panoraamakuvissa näkyy tummaa pölyä, hehkuvia pilviä, vastasyntyneitä tähtiä ja kaukaisia Linnunradan taustatähtiä.

Koska samoja alueita havaittiin toistuvasti, tähtitieteilijät pystyivät tutkimaan, kuinka nuoret tähdet liikkuvat. "Seuraamme VISIONSin avulla näitä tähtiä useiden vuosien ajan, jolloin pystymme mittaamaan niiden liikettä ja oppimaan, miten ne lähtevät kotipilvistään", kertoi Wienin yliopiston tähtitieteilijä João Alves ja VISIONsin päätutkija. Tehtävä ei ole helppo, sillä tähtien näennäinen liike Maasta käsin tarkasteltuna on yhtä pieni kuin hiuksen paksuus 10 kilometrin päästä nähtynä. Nämä tähtien liikkeiden mittaukset täydentävät Euroopan avaruusjärjestön (ESA) Gaia-luotaimen näkyvillä aallonpituuksilla tekemiä mittauksia tilanteissa, joissa nuoret tähdet peittyvät paksujen pölypilvien taakse.

VISIONS- kartasto pitää tähtitieteilijät kiireisinä vielä vuosia. "Tällä on tähtitieteen yhteisölle merkittävä pitkäkestoinen arvo, minkä vuoksi ESO tukee VISIONSin tapaisia yleisiä taivaankartoituksia", sanoi Monika Petr-Gotzens, ESO:n tähtitieteilijä Garchingissa Saksassa ja tämän tutkimuksen kirjoittaja. Lisäksi VISIONS luo pohjan muilla teleskoopeilla tehtäville tulevaisuuden havainnoille, kuten ESO:n Erittäin suurelle kaukoputkelle (ELT). Sitä rakennetaan parhaillaan Chilessä, ja se aloittaa toimintansa myöhemmin tällä vuosikymmenellä. "ELT:n avulla voimme zoomata tietyille alueille ja nähdä upeita yksityiskohta. Pystymme siten näkemään lähikuvia siellä parhaillaan muodostuvista yksittäisistä tähdistä", päätti Meingast lopuksi.

Lisätietoa

Tämä tutkimus on esitelty artikkelissa: “VISIONS: The VISTA Star Formation Atlas”, joka on julkaistu Astronomy & Astrophysics (doi: 10.1051/0004-6361/202245771) lehdessä.