In der Riesen-Molekülwolke DR21 im Sternbild Schwan verborgen, richten neu entstandene Sterne massiven Schaden in ihrer kosmischen Kinderstube an. Das Falschfarbenbild im Hintergrund (Quelle: NASA, Spitzer) zeigt die Gesamtverteilung der interstellaren Materie im Licht von warmem Staub, der durch die eingebetteten jungen Sterne aufgeheizt wird. Das Teilbild zeigt die Spektrallinie von ionisiertem Kohlenstoff, wie sie jetzt mit HIFI beobachtet wurde. Die breite Linie (in rot) an der Position eines neu entstandenen Sterns zeigt die Anwesenheit eines starken stellaren Windes an, der die umgebende Wolke auseinander reißt. Im Gegensatz dazu zeigt die Kontrollposition (in blau) die viel schmälere Emissionslinie vom ungestörten Teil der Wolke. | Copyright: SRONKöln/ Deutschland - Nach dem erfolgreichen Start am 14. Mai 2009 und ersten Testbildern liefert das europäische Weltraumteleskop Herschel jetzt erstmals Aufnahmen und Spektren von Himmelsobjekten aller drei wissenschaftlichen Instrumente an Bord des Satelliten.
An der Entwicklung des ESA-Projekts waren Astrophysiker mehrer Max-Planck-Institute und der Universität zu Köln beteiligt, die sich auch weiterhin an den wissenschaftlichen Beobachtungsprogrammen beteiligen.
Nachdem Herschel bereits im Juni 2009 mit ersten Testaufnahmen der berühmten "Whirlpool-Galaxie" M51 die Wissenschaftswelt faszinierte (...wir berichteten), gibt es jetzt auch Schnappschüsse von HIFI, dem hochauflösenden Spektrometer, das auf die Gewinnung detaillierter Informationen aus Spektrallinien spezialisiert ist und somit quasi die Fingerabdrücke von Atomen und Molekülen im interstellaren Medium erspähen kann.
Als Teil der "First Light"-Beobachtungen beobachtete HIFI hierbei ein Entstehungsgebiet massereicher Sterne in der Milchstraße mit dem Namen DR21. "Niemals zuvor ist diese Linie des ionisierten Kohlenstoffs mit so hoher Genauigkeit und Winkelauflösung gemessen worden. Das ist äußerst viel versprechend für das wissenschaftliche Programm, das meine Kollegen und ich entwickelt haben um die Sternentstehungsaktivität in solchen Gebieten besser verstehen zu können", erläutert Volker Ossenkopf, von der Universität zu Köln in der aktuellen Pressemeldung.
Ähnlich begeistert zeigen sich auch sein Kollege und führender HIFI-Forscher Jürgen Stutzki: "Zusätzlich zu den vertrauten Bildern des Himmels in unterschiedlichen Wellenlängenbereichen geben uns Spektren sehr detaillierte Auskunft über die physikalischen Bedingungen und die chemische Zusammensetzung des interstellaren Mediums, sowie über dessen interne Dynamik. Spektroskopie ist deshalb unverzichtbar um ein vollständiges Bild zu erhalten".
"Herschel und besonders HIFI werden uns neue Einblicke gewähren in die chemische Zusammensetzung, die Entwicklung, die Dynamik und Struktur der Atmosphären von anderen Planeten und von Kometen in unserem Sonnensystem; von besonderem Interesse ist dabei der Ursprung von Wasser", erläutert auch Paul Hartogh vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung in Lindau.
Am 23. Juni kam dann auch das am Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik in Garching konzipierten "Photoconductor Array Camera and Spectrometer" (PACS) zum vollen Einsatz. Waren doch die Bilder von der "Whirlpool-Galaxie (M51)" nur mit einem seiner beiden Instrumente, der photometrischen Kamera, entstanden. Jetzt hat auch sein zweites Instrument, der Spektrograph, sein erstes Licht im Sternbild Drache gesehen. Dieser Teil von PACS ist in der Lage, Bilder von Himmelsobjekten im Licht einzelner Spektrallinien aufzunehmen, also in engen, genau definierten Wellenlängenbereichen. Beide Teilinstrumente ergänzen einander perfekt: Das Photometer, das Licht in breiten Wellenlängenbereichen misst, ist zur Beobachtung des kalten Staubs im Universum optimiert, während der Spektrograph die physikalischen Eigenschaften und die chemische Zusammensetzung der gasförmigen Materie untersucht.
Die erste Spektralaufnahme mit PACS galt dem planetarischen Nebel NGC 6543 (mit dem Spitznamen "Katzenaugennebel") im Sternbild Drache. Derartige Planetarische Nebel bestehen aus dem leuchtendem Gas und Plasma, das von sonnenähnlichen Sternen gegen Ende ihres Lebens abgestoßen wird.
Die Stickstoffspektren des Katzenaugennebels. Der untere Teil des Bildes zeigt einen Vergleich der unterschiedlichen räumlichen Verteilung der beiden Spektrallinien. Diese spektralen Helligkeitsverteilungen wurden aus einem Mosaik von 9 leicht gegeneinander versetzten "Schnappschüssen" rekonstruiert. Die unterschiedliche Verteilung ist am deutlichsten im zusammengesetzten Zwei-Farben-Bild unten rechts zu erkennen (neutraler Sauerstoff in grün, ionisierter Stickstoff in rot). An der Stelle, an der der Stickstoff am stärksten ist, befindet sich ein Loch in der Sauerstoffverteilung | Copyright: ESA & The PACS Consortium"Sterbende Sterne geben einen großen Teil ihrer Masse an das interstellare Medium zurück, was zu spektakulären Nebeln führt. Uns interessiert zum Beispiel, wie ursprünglich kugelförmige Sterne Nebel formen können, die eine so komplexe Struktur wie etwa NGC6543 haben", erklärt einer der Forschungsleiter für PACS, Christoffel Waelkens von der Katholischen Universität Leuven in Belgien.
Um das zu verstehen, müssen die Astronomen die Prozesse nahe an der Sternoberfläche untersuchen, wo die Materie abgestoßen wird. Mit dem PACS-Spektrographen ist es nun möglich, Dichte, Temperatur, Bewegung und Zusammensetzung des Sternwinds mit hoher räumlicher Auflösung zu messen und zu sehen, wie dadurch die dreidimensionale Struktur des Nebels beeinflusst wird.
Der leitende Wissenschaftler des PACS-Konsortiums, Albrecht Poglitsch vom Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik in Garching, Deutschland, verweist indes darauf, dass diese "Premieren-Aufnahmen" von PACS zwar von hervorragender Qualität sind, aber noch einer genauen Kalibrierung bedürfen. "Etwa der genauen räumlichen Zuordnung und der Quantifizierung der Linienstärken der einzelnen Spektren", sagt er. Dies ist das Ziel der bevorstehenden Testphase des Herschel-Observatoriums. "Aber bereits jetzt", so Poglitsch, "erfüllen die Spektren alle unsere Erwartungen und zeigen uns, dass unsere großen Hoffnungen gerechtfertigt waren."
>>>WEITERE MELDUNGEN ZUM THEMA<<<
Astrofotografie: Weltraumobservatorium Herschel liefert erste Aufnahmen21. Juni 2009
Quellen: mpg.de / grenzwissenschaft-aktuell.de
