Mit dem Visible and Infrarot Survey Telescope for Astronomy (VISTA) der ESO haben Astronomen einen riesigen Infrarotatlas von fünf nahegelegenen Sternentstehungsgebieten erstellt, indem sie mehr als eine Million Bilder zusammengefügt haben. Diese großen Mosaike zeigen junge, entstehende Sterne, eingebettet in dicke Staubwolken. Dank dieser Beobachtungen verfügen Astronomen über ein einzigartiges Werkzeug, um das komplexe Rätsel der Sterngeburt zu entschlüsseln.
„In diesen Bildern können wir selbst die schwächsten Lichtquellen erkennen, wie Sterne, die weit weniger Masse haben als die Sonne, und Objekte offenbaren, die noch nie jemand zuvor gesehen hat“, sagt Stefan Meingast, Astronom an der Universität Wien in Österreich und Hauptautor der neuen Studie, die heute in Astronomy & Astrophysics veröffentlicht wurde. „Dadurch können wir die Prozesse verstehen, die Gas und Staub in Sterne verwandeln.“
Sterne entstehen, wenn Gas- und Staubwolken aufgrund ihrer eigenen Schwerkraft kollabieren. Die Einzelheiten, wie dies geschieht, sind jedoch nicht vollständig geklärt. Wie viele Sterne werden aus einer Wolke geboren? Wie massiv sind sie? Wie viele Sterne werden auch Planeten haben?
Um diese Fragen zu beantworten, untersuchte Meingasts Team fünf nahe gelegene Sternentstehungsregionen mit dem VISTA-Teleskop am Paranal-Observatorium der ESO in Chile. Mit der Infrarotkamera VIRCAM von VISTA erfasste das Team Licht, das tief aus dem Inneren der Staubwolken kam. „Der Staub verdeckt unsere Sicht auf diese jungen Sterne und macht sie für unsere Augen praktisch unsichtbar. Nur bei Infrarotwellenlängen können wir tief in diese Wolken blicken und die entstehenden Sterne studieren“, erklärt Alena Rottensteiner, ebenfalls Doktorandin an der Universität Wien und Co-Autor der Studie.
Die als VISIONS bezeichnete Untersuchung beobachtete Sternentstehungsregionen in den Sternbildern Orion, Ophiuchus, Chamaeleon, Corona Australis und Lupus. Diese Regionen sind weniger als 1500 Lichtjahre entfernt und so groß, dass sie sich über ein riesiges Gebiet am Himmel erstrecken. Der Durchmesser des Sichtfelds von VIRCAM beträgt so groß wie drei Vollmonde, wodurch es sich hervorragend für die Kartierung dieser immens großen Regionen eignet.
Das Team sammelte über einen Zeitraum von fünf Jahren mehr als eine Million Bilder. Die einzelnen Bilder wurden dann zu den hier veröffentlichten großen Mosaiken zusammengefügt und enthüllten riesige kosmische Landschaften. Diese detaillierten Panoramen zeigen dunkle Staubflecken, leuchtende Wolken, neu geborene Sterne und die fernen Hintergrundsterne der Milchstraße.
Da dieselben Gebiete wiederholt beobachtet wurden, werden die VISIONS-Daten es Astronomen auch ermöglichen, zu untersuchen, wie sich junge Sterne bewegen. „Mit VISIONS überwachen wir diese Babysterne über mehrere Jahre und können so ihre Bewegung messen und lernen, wie sie ihre Mutterwolken verlassen“, erklärt João Alves, Astronom an der Universität Wien und Hauptforscher von VISIONS. Dies ist keine leichte Aufgabe, da die scheinbare Verschiebung dieser Sterne von der Erde aus gesehen nur so gering ist wie die Breite eines menschlichen Haares, gesehen aus einer Entfernung von 10 Kilometern. Diese Messungen der Sternbewegungen ergänzen die Messungen der Gaia-Mission der Europäischen Weltraumorganisation im sichtbaren Wellenlängenbereich, wo junge Sterne von dicken Staubschleier verborgen sind.
Der VISIONS-Atlas wird die Astronomen noch viele Jahre lang beschäftigen. „Hier besteht ein enormer, langfristiger Wert für die astronomische Gemeinschaft, weshalb die ESO öffentliche Umfragen wie VISIONS steuert“, sagt Monika Petr-Gotzens, Astronomin an der ESO in Garching, Deutschland, und Co-Autorin dieser Studie. Darüber hinaus wird VISIONS den Grundstein für zukünftige Beobachtungen mit anderen Teleskopen wie dem Extremely Large Telescope (ELT) der ESO legen, das sich derzeit in Chile im Bau befindet und noch in diesem Jahrzehnt seinen Betrieb aufnehmen soll. „Das ELT wird es uns ermöglichen, mit beispielloser Detailgenauigkeit in bestimmte Regionen zu zoomen und uns so eine noch nie dagewesene Nahaufnahme einzelner Sterne zu ermöglichen, die sich dort derzeit bilden“, schließt Meingast.
