Gemini Souths high-def-version af A Star is Born

NASAs James Webb-rumteleskop er stadig mere end et år fra opsendelsen, men Gemini South-teleskopet i Chile har givet astronomerne et glimt af, hvad det kredsende observatorium skal levere.

Ved hjælp af et wide-field adaptivt optisk kamera, der korrigerer for forvrængning fra Jordens atmosfære, Rice Universitys Patrick Hartigan og Andrea Isella og Dublin City Universitys Turlough Downes brugte det 8,1 meter lange teleskop til at fange nær-infrarøde billeder af Carina-tågen med samme opløsning, som forventes af Webb-teleskopet.

Hartigan, Isella og Downes beskriver deres arbejde i en undersøgelse offentliggjort online i denne uge i Astrofysiske tidsskriftsbreve . Deres billeder, samlet over 10 timer i januar 2018 på det internationale Gemini Observatory, et program fra National Science Foundations NOIRLab, vis en del af en molekylær sky omkring 7, 500 lysår fra Jorden. Alle stjerner, inklusive Jordens sol, menes at dannes i molekylære skyer.

"Resultaterne er fantastiske, " sagde Hartigan. "Vi ser et væld af detaljer, der aldrig er observeret før langs kanten af ​​skyen, inklusive en lang række parallelle kamme, der kan frembringes af et magnetfelt, en bemærkelsesværdig næsten perfekt glat sinusbølge og fragmenter i toppen, der ser ud til at være i færd med at blive skåret af skyen af ​​en stærk vind."

Billederne viser en sky af støv og gas i Carina-tågen kendt som Vestmuren. Skyens overflade fordamper langsomt i den intense glød af stråling fra en nærliggende hob af massive unge stjerner. Strålingen får brint til at gløde med nær-infrarødt lys, og specialdesignede filtre gjorde det muligt for astronomerne at fange separate billeder af brint på skyens overflade og brint, der var ved at fordampe.

Et ekstra filter fangede stjernelys reflekteret fra støv, og ved at kombinere billederne tillod Hartigan, Isella og Downes for at visualisere, hvordan skyen og klyngen interagerer. Hartigan har tidligere observeret Vestmuren med andre NOIRLab-teleskoper og sagde, at det var et førsteklasses valg at følge op med Geminis adaptive optiksystem.

"Denne region er sandsynligvis det bedste eksempel på himlen på en bestrålet grænseflade, " sagde han. "De nye billeder af det er så meget skarpere end noget, vi tidligere har set. De giver det klareste overblik til dato af, hvordan massive unge stjerner påvirker deres omgivelser og påvirker stjerne- og planetdannelsen."

Billeder af stjernedannende områder taget fra Jorden er normalt slørede af turbulens i atmosfæren. At placere teleskoper i kredsløb eliminerer det problem. Og et af Hubble-rumteleskopets mest ikoniske fotografier, 1995's "Skabelsens søjler, " fangede storheden ved støvsøjler i et stjernedannende område. Men skønheden i billedet modsigede Hubbles svaghed for at studere molekylære skyer.

"Hubble opererer ved optiske og ultraviolette bølgelængder, der er blokeret af støv i stjernedannende områder som disse, " sagde Hartigan.

Fordi nær-infrarødt lys trænger ind i de ydre lag af støv i molekylære skyer, nær-infrarøde kameraer som Gemini South Adaptive Optics Imager kan se, hvad der gemmer sig nedenunder. I modsætning til traditionelle infrarøde kameraer, Gemini Souths imager bruger "et spejl, der ændrer sin form for at korrigere for flimring i vores atmosfære, " sagde Hartigan. Resultatet:billeder med omkring 10 gange opløsningen af ​​billeder taget fra jordbaserede teleskoper, der ikke bruger adaptiv optik.

Men atmosfæren forårsager mere end sløring. Vanddamp, kuldioxid og andre atmosfæriske gasser absorberer nogle dele af det nær-infrarøde spektrum, før det når jorden.

"Mange nær-infrarøde bølgelængder vil kun være synlige fra et rumteleskop som Webb, " sagde Hartigan. "Men for nær-infrarøde bølgelængder, der når jordens overflade, adaptiv optik kan producere billeder lige så skarpe som dem, der er erhvervet fra rummet."

Fordelene ved hver teknik lover godt for studiet af stjernedannelse, han sagde.

"Strukturer som den vestlige mur vil være rige jagtområder for både Webb og jordbaserede teleskoper med adaptiv optik som Gemini South, "Hartigan sagde. "Hver vil gennembore støvsvøberne og afsløre ny information om stjernernes fødsel."