MÜNCHEN (IT BOLTWISE) – Die Beobachtung von Sternen und anderen Himmelskörpern wird oft durch kosmischen Staub erschwert, der das Licht verfälscht. Zwei Astronomen haben nun eine detaillierte 3D-Karte erstellt, die die Eigenschaften dieses Staubs in der Milchstraße dokumentiert.
Die Astronomie steht vor der Herausforderung, dass kosmischer Staub die Beobachtung von Sternen und anderen Himmelskörpern verfälschen kann. Dieser Staub lässt Objekte röter und schwächer erscheinen, als sie tatsächlich sind. Um präzise Beobachtungen zu gewährleisten, ist es entscheidend, die Menge und Eigenschaften des Staubs zwischen der Erde und den beobachteten Objekten zu kennen. Zwei Astronomen haben nun eine detaillierte 3D-Karte erstellt, die die Eigenschaften des Staubs in der Milchstraße dokumentiert.
Die Forschung, die in der Zeitschrift Science veröffentlicht wurde, basiert auf der Tatsache, dass kosmischer Staub Licht nicht gleichmäßig über alle Wellenlängen hinweg absorbiert und streut. Stattdessen absorbiert er Licht stärker bei kürzeren Wellenlängen, was zu einer sogenannten “Extinktionskurve” führt. Diese Kurve liefert wertvolle Informationen über die Zusammensetzung des Staubs und seine Umgebung.
Xiangyu Zhang, ein Doktorand am Max-Planck-Institut für Astronomie, und Gregory Green, ein unabhängiger Forschungsgruppenleiter, nutzten Daten der Gaia-Mission der ESA, um die detaillierteste 3D-Karte der Staubeigenschaften in der Milchstraße zu erstellen. Die Gaia-Mission, die über 10,5 Jahre lief, lieferte extrem genaue Messungen von mehr als einer Milliarde Sternen. Aus diesen Daten wählten Zhang und Green 130 Millionen Spektren aus, die für ihre Untersuchung geeignet waren.
Um die Einschränkungen der niedrigen Auflösung der Gaia-Spektren zu überwinden, griffen die Astronomen auf hochauflösende Spektroskopie-Daten der LAMOST-Umfrage zurück. Diese Daten lieferten zuverlässige Informationen über die grundlegenden Eigenschaften der Sterne, wie ihre Oberflächentemperaturen, die für die Bestimmung des Spektraltyps eines Sterns entscheidend sind.
Mit Hilfe eines neuronalen Netzwerks rekonstruierten Zhang und Green die Extinktionskurve des Staubs in der Milchstraße. Diese Karte ist die erste ihrer Art, die auf einer so großen Anzahl von Sternen basiert. Die Ergebnisse zeigen nicht nur die Verteilung des Staubs, sondern auch unerwartete Eigenschaften der interstellaren Staubwolken. In Regionen mittlerer Dichte wird die Extinktionskurve steiler, was auf das Wachstum von Molekülen wie polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen hindeutet.
Diese Entdeckung hat weitreichende Implikationen für das Verständnis der Sternentstehung und der Bildung von Planeten. Staub ist nicht nur ein Hindernis für die Beobachtung, sondern auch ein wesentlicher Bestandteil der Sternentstehung, da er in riesigen Gaswolken vorkommt, die von Staub vor Strahlung geschützt sind. Die neuen Erkenntnisse könnten auch Hinweise auf die Rolle dieser Moleküle bei der Entstehung des Lebens liefern.
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