A csillagbölcsődék és az azokat övező gáz vizsgálata mindig is két dimenzióban zajlott. Bár ezek az égboltfelmérések is rengeteg információval szolgáltak, az, hogy nem ismerjük a háromdimenziós képet, limitálta a csillagok születéséről szerzett ismereteinket.

Egy kutatócsoport nemrég Michael Foley (Harvard & Smithsonian) vezetésével új háromdimenziós térképezési technikával vizsgálta az Orion-köd csillagkeletkezési régióját. A kutató az Amerikai Csillagászati Társaság (AAS) 240. találkozóján ismertette a kutatás eredményeit.

A Barnard-ív

Az Orion molekuláris felhőkomplexum nagyjából 1500 fényévre van tőlünk, és a hozzánk legközelebbi olyan térrész, amelyben nagy tömegben születnek csillagok. A ködökből és fiatal csillagokból álló halmaz olyan nagy, hogy szinte az egész csillagképet elfoglalja.

A legtöbben ismerik az Orion-ködöt (M42), és az olyan képződményeket, mint a Lambda Orionis (λ Orionis) molekuláris gyűrű, H II régió. Van azonban az Orion-felhőkomplexumban egy ugyanilyen érdekes struktúra: a Barnard-ív. A forró gáz alkotta ív hatalmas területet foglal el: nagyjából 14 fok hosszan látszik, ami 370 fényéves hossznak felel meg.

Ezen a hidrogén-alfa szűrővel készült felvételen szépen kirajzolódik a Barnard-ív: a nagy, nyitott körív a kép alsó felén. A felvétel felső részén az a molekuláris felhő látható, amely az Orion „fejét” jelképező csillaghoz, a Lambda Orionishoz kapcsolódik. Az Orion-köd (M42) és az M43 is tisztán látszik, ezek a legfényesebb foltok Orion kardjában, amely az övet alkotó három csillag alatt lóg. (Forrás: Sean Walker)

A kutatók régóta vitatkoznak (valójában több mint száz éve már) a Barnard-ív eredetén. Foley és munkatársai most egy új elmélettel álltak elő. Háromdimenziós adatok felhasználásával visszakövették az ív eredetét azokig a szupernóvákig, amelyek az elmúlt 4 millió év során villantak fel.

Egészen pontosan az OBP-B1 jelű táguló csillaghalmazt azonosították a szupernóvaként felrobbant csillagok valószínű forrásaként. A halmaz a Barnard-ív és egy óriási, port nem tartalmazó térség, porüreg közepénél helyezkedik el. A réges-régi szupernóvák minden közeli port kisöpörhettek onnan, kitisztítva az üreget.

Az üreg szélét számos más molekulafelhő szegélyezi, köztük az Orion A és B, valamint a Lambda Orionishoz kapcsolódó molekulafelhő is. Elrendeződésük arra utal, hogy az Orion-felhőkomplexumban a csillagkeletkezések nagy része az üreg szélén történik a szupernóvák lökéshullámainak hatására.

A képen az Orion-felhőkomplexum látható: kék szín jelöli a forró gázt (amelynek nagy része a Barnard-ívből származik), a sárga a port, és lila a szupernóva-robbanások során kilökődő anyagot. A sárga kör egy nagy porgyűrűt jelöl, amely látszólag a három fő csillagkeletkezési felhővel áll kapcsolatban, ezek az Orion A (zöld), az Orion B (világoskék) és a Lambda Orionis (lila). A képen fehér színben látható egy olyan csillaghalmaz, amelyben az elmúlt 4 millió évben több szupernóva-robbanás is történt. (Forrás: Michael Foley)

Hogyan alkossunk háromdimenziós térképet?

A régi, kétdimenziós adatok többek között a por látóirányunkra merőleges eloszlásáról árulkodnak az égbolton, a harmadik dimenziót pedig az Európai Űrügynökség Gaia küldetése által legutóbb közzétett adatok szolgáltatják, ilyen például a csillagok 3D-s helyzete és sebessége.

„Az első 3D-s képünk az Orionról máris sokat elárul.” – mondja Foley. „Korábban az Orionról szóló tanulmányok többsége két dimenzióra korlátozódott – a fel–le és jobbra–balra irányokra.” A kutatók most kapcsolatot találtak a hatalmas gáz- és porüregek, valamint a csillaghalmazok között. Az Orion-felhőkomplexum interaktív háromdimenziós térképe itt tekinthető meg.

Ezt a háromdimenziós modellt a kutatók más célpontok esetén is elkészítették már, így a Perseus–Taurus héjra is. Az új eredmények alátámasztják a korábbi megállapításokat, miszerint a szupernóvák üregeket hoznak létre a csillagközi közegben, és az üregek peremén csillagképződést indítanak be. Így tehát amikor a nagy tömegű csillagok kataklizmikus események során befejezik életüket, egyúttal ideális körülményeket is teremtenek új csillagok születéséhez.

„Úgy látszik, hogy amint egyre jobban és jobban feltérképezzük a galaxist, a csillagközi közeget lyukas sajtként fogjuk látni, ahol a lyukak szélein csillagok képződnek.” – mondja a kutatócsoport tagja, Alyssa Goodman (Center for Astrophysics, Harvard & Smithsonian).

Az interaktív háromdimenziós ábrák megalkotásához a kutatók a nyílt forráskódú Glue szoftvert vették igénybe, amelyet a NASA fejlesztett részben azért, hogy vizualizációkat alkosson a James Webb-űrtávcső adataiból. Alyssa Goodman a Glue kutatásvezetője. A kutatócsoport másik tagja, Catherine Zucker (Space Telescope Science Institute) írt egy plug-int a szoftverhez, amely exportálja a háromdimenziós adatokat egy olyan formátumba, amely bármely böngészővel megjeleníthető.

A Glue szoftvert nemsokára más tudományágakban is használni fogják, és Goodman reméli, hogy „hamarosan a kutatók 3D-ben fedezhetik fel a „saját univerzumaikat” is”. De a történetnek itt nincs vége: a csillagászok most a Tejútrendszer más hasonló térségei felé fordítják figyelmüket.

Az eredményekről szóló szakcikk preprint verziója itt érhető el.

Forrás: Sky & Telescope