A Tejútrendszer új portréja

A Spitzer-űrtávcső több mint kétmillió felvételének összeillesztésével állították elő a Tejútrendszer minden eddiginél részletesebb, 360 fokos panorámaképét a NASA kutatói. A felvétel galaxisunk szerkezetének új részleteit mutatja meg, és kiderül róla, hogy valamivel nagyobb az eddig gondoltnál.

Néhány kattintással bejárhatjuk a Tejútrendszert a NASA új, zoomolható mozaikképén, amelyet pár napja mutattak be egy vancouveri konferencián. A kép összeállításához a Spitzer infravörös űrtávcső által 10 éve alatt készített több mint kétmillió képet használtak fel. Ha a képet teljes részletességgel ki akarnák nyomtatni, futballpálya méretű lenne, ezért döntöttek inkább a digitális képnéző mellett. A megjelenítésre a Microsoft WorldWide Telescope platformját használták. A kép csupán az égbolt három százalékát ábrázolja, mert csak a Tejútrendszer fősíkjának közvetlen környezetét képezték le.

Hogyan készült? A nagy felbontású képet a madisoni Wisconsin Egyetem csillagászai jórészt azokból a felvételekből rakták össze, amelyek az Edward Churchwell vezetésével folyó GLIMPSE (Galactic Legacy Infrared Midplane Survey Extraordinaire, azaz a galaktikus fősík rendkívüli infravörös átvizsgálása) program keretében készültek. A kutatók elmondták, hogy most első ízben sikerült a Tejútrendszer tényleges kiterjedését közvetlenül a csillagok, nem pedig közvetve, a közöttük található gáz megfigyelése alapján meghatározni. Méréseik szerint a Tejútrendszer valamivel nagyobb az eddig gondoltnál.

A 20 gigapixeles kép a Tejút sávját ábrázolja az infravörös tartományban, minden eddiginél részletesebben Forrás: NASA/JPL-Caltech/University of Wisconsin

A 2003-ban pályára állított Spitzer-űrtávcső több mint tíz éve tanulmányozza az infravörös égboltot, a Naprendszerünkhöz tartozó kisbolygóktól a megfigyelhető Világegyetem legtávolabbi galaxisaiig. Eközben összesen 4142 órát (172 napot) töltött azzal, hogy felvételeket készítsen az infravörös tartományban a Tejútrendszer korongjáról, vagyis a fősíkja környékéről. Ennek a területnek a tanulmányozására az infravörös tartomány különösen alkalmas, mert ezeken a hullámhosszokon a Tejútrendszer fősíkja felé koncentrálódó por nem zavarja a kilátást (ellentétben a látható fény tartományával). Most először vállalkoztak arra a kutatók, hogy ezt a rengeteg felvételt egyetlen panorámaképpé állítsák össze.

Megnézheti, hol keletkeznek az új csillagok

A panorámaképpel minden kétséget kizáróan megállapították – amit a csillagászok már régóta sejtenek –, hogy a Tejútrendszer az úgynevezett küllős spirálgalaxisok közé tartozik. Ez azt jelenti, hogy spirálkarjai nem közvetlenül a magjából indulnak ki, hanem egy a magból kiálló, csillagokból álló, rúdszerű képződmény végéből. Egyúttal pontosabban meghatározták, hol helyezkednek el a Tejútrendszer spirálkarjai. A képen a Tejútrendszerben mindenfelé szétszórva gázbuborékokat találtak. Ezek a nagy tömegű csillagok körül kialakuló üregek, ezekből a csillagokból ugyanis olyan erős csillagszél és elektromágneses sugárzás áramlik ki, hogy megtisztítja a gáztól a környezetüket.

A wisconsini csillagászok munkájának köszönhetően a Tejútrendszer objektumainak katalógusa több mint 200 millió új objektummal gyarapodott. Az új térképpel a csillagászok pontosabb képet kapnak arról is, hol helyezkednek el galaxisunkon belül a csillagszületési helyek, ahol a nagy tömegű csillagok és a protocsillagok formálódnak. Sőt, feltételezésük szerint a képen az összes ilyen csillagkeletkezési hely látható, ezért ebből kiindulva pontosabban meg tudják mondani a csillagkeletkezés ütemét, vagyis azt, hány csillag keletkezik átlagosan évente a Tejútrendszerben.

Szénből több lehet a Világegyetemben

A csillagászok több mint kétmillió, ehhez hasonló képet illesztettek össze a nagy panorámakép összeállításához. A rózsaszín ködgomolyokban intenzív csillagkeletkezés folyik, a zöld szálakat egy szupernóvaként felrobbant csillag kidobódott anyaga alkotja. A felvételt a Spitzer-űrtávcső készítette az infravörös égboltról Forrás: NASA/JPL-Caltech/University of Wisconsin

A Spitzer megfigyelései sok, a Tejútrendszer szerkezetére vonatkozó kérdés tisztázását segítették, azonban új problémákat is felvetettek. A GLIMPSE program kutatói által gyűjtött adatok például arra utalnak, hogy a csillagközi térben sokfelé előfordul a policiklusos aromás szénhidrogéngáz. A PAH rövidítéssel jelölt vegyületek összekapcsolódó – kondenzált – aromás gyűrűkből állnak, továbbá a szénen és a hidrogénen kívül nem tartalmaznak más atomokat (heteroatomokat) vagy szubsztituenseket. A PAH-ok a legegyszerűbb életformák alapjául szolgáló molekulák lehetséges jelöltjei.

A bonyolult szerkezetű molekulák legalább ötven szénatomot tartalmaznak. Leggyakrabban a csillagkeletkezési helyek környékén fordulnak elő, de a Tejútrendszer korongjában is kimutathatók. Keletkezésükre egyelőre nincs magyarázat, nagy mennyiségben való előfordulásuk azonban arra enged következtetni, hogy a szén gyakoribb lehet az eddig feltételezettnél a Világegyetemben.

Az új, kompozit képet a „polgárok tudománya” program keretében bárki számára hozzáférhetővé teszik, emellett széles körben terjeszteni fogják a csillagászok körében, és eljuttatják a planetáriumoknak. A GLIMPSE program keretében összegyűjtött adatok évekre ellátják munkával a csillagászokat. Az új térkép egyúttal támpontot jelent az évtized végén felbocsátandó James Webb-űrtávcsővel dolgozó kutatóknak is: segít kijelölni a legérdekesebb célpontokat, ugyanis a Webb szintén az infravörös tartományban dolgozik.

A negyedik űrtávcső

A 800 millió dolláros költséggel épített Spitzer a NASA nagy obszervatóriumai közül a negyedik és egyben utolsó a Hubble-űrtávcső, a Compton gamma-csillagászati obszervatórium és a Chandra röntgentávcső után. A Spitzer szokatlan, Nap körüli pályán kering. Pályája a Földéhez hasonló, de keringési ideje valamivel hosszabb, így a Földhöz képest lassan sodródik, évente körülbelül 0,1 csillagászati egységgel „lemarad” bolygónktól. Főtükrének átmérője 85 centiméter. Ezt 2009-ig 5,5 kelvin hőmérsékletre hűtötték, így a műszerrel a 3 és 180 mikrométer közötti hullámhosszokon tudtak megfigyeléseket végezni. 2009-ben elfogyott a tükör hűtésére használt hélium, azóta csak a rövidebb hullámhosszakon tud megfigyeléseket végezni, de továbbra is folyamatosan működik.