2022-07-11 04:01

多亏了盖亚,天文学家们才能够绘制出星云的3D地图

In this image of nebulae in the Orion Molecular Complex, the submillimetre-wavelength glow of dust clouds is overlaid on a view of the region in the more familiar visible light, from the Digitized Sky Survey 2. The large orange bar extended down to the lower left is the Orion A portion of the Complex. The large bright cloud in the upper right of the image is the well-known Orion Nebula, also called Messier 42.  (Credit: ESO/Digitized Sky Survey 2.) Now astro<em></em>nomers have a new tool to understand nebulae like this one: 3D mapping using Gaia data.

在这张猎户座分子复合星云的2D图像中,亚毫米波尘埃云辉光覆盖了该区域的可见光。延伸到左下角的橙色大条是猎户座的一部分。右上角巨大明亮的星云是著名的猎户座星云,也称为梅西耶42。(来源:eso/Digital Sky Survey 2。)现在是Astro

该命名法有一个新的工具来分析这样的星云:使用盖亚数据绘制3D地图。

你想过当你飞越充满新生恒星的猎户座星云或穿越加利福尼亚星云时的感觉吗?当然,我们已经在科幻电视、电影和天文馆的圆顶上看到了模拟星云的“飞行”。然而,如果我们有一个速度扭曲的航天器,并且可以绘制通过真实航天器的路径,那么我们首先需要的是关于该区域的准确数据。这需要一个能够精确测量恒星和其他物体之间距离的3D模型。

今天,我们没有乘坐宇宙飞船去《星际迷航》,但我们有一个航海家给我们指路。它被称为盖亚航天器。它使用一对望远镜进行空间天体测量。目标是测量从地球拉格朗日2点到银河系超过10亿颗恒星的距离。与整个星系物体的精确距离可以提供银河系的完整三维视图。

然而,盖亚的工作不仅对天体测量有帮助。它的数据使一组科学家能够创建猎户座a和加利福尼亚星云的真实3D视图。这些模型将帮助他们理解为什么一个是形成恒星的巨人,而另一个是安静的。

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这张二维图像显示了加利福尼亚(上图)和猎户座a云(下图)内部的尘埃分布,但颜色是假的。这些数据是通过赫歇尔太空望远镜获得的。英国航空公司

根据Lombardi等人(2014),doi:10.1051/0004-6361/201323293(底部);LADA等人(2017),内政部:10.1051/0004-6361/201731221(上图)。这两个星云之间存在明显的结构差异,这可以解释它们在恒星形成方面的差异。

以下视频中显示的新三维重建由Sara Rezaei khoshbakht(海德堡Max planck研究所)和jouni kainainen(哥德堡Chalmers大学)完成。他们的工作以一种新的方式展示了猎户座a(猎户座分子云复合体)和加利福尼亚星云。从地球上看,这些云有些相似,但在结构上有一些不同。然而,天文学家对他们的三维尺寸和形状没有什么好感。

这个动画展示了猎户座分子云的三维表示

该命令使用60000颗恒星作为消光探测器来准确估计距离。测量值为ba

基于Gaia edr3目录。x、 Y、z轴以秒表示,地球为零。空间分辨率为5秒(15光年)。马普研究所Für天文学,jouni kainulainen,Sara Rezaei khoshbakht

猎户座A的3D呈现了一个非常不同的视图,如这段视频(上图)所示。它具有非常密集的丝状结构,非常复杂。它比加利福尼亚星云密度大得多,沿着突出的气体和尘埃脊有浓密的冷凝。众所周知,它也是一个繁忙的恒星形成区。

从我们的角度来看,加州星云几乎是横向的。它的直径约为500光年,因此天文学家有多种方法来测量其主要距离。然而,在3D(下图)中,它看起来相当平坦,显示了少量丝状结构和密集区域。它还有一个大气泡延伸到主云下方。盖亚的数据表明,它的密度并没有天文学家想象的那么大。这也许可以解释为什么它不像猎户座云那样是一个繁忙的恒星形成区。

该动画显示了加州分子云的3D表示

该命令使用160000颗恒星作为消光探测器来准确估计距离。测量值为ba

基于Gaia edr3目录。x、 Y、z轴以秒表示,地球为零。空间分辨率为5秒(15光年)。马普研究所Für天文学,jouni kainulainen,Sara Rezaei khoshbakht。

对于三维重建,两位科学家使用了最初由Rezai hoshbackett为其博士研究开发的方法。他们输入了盖亚研究恒星穿过星云气体和尘埃的数据。她在最近的一份新闻稿中说:“我们分别分析了加利福尼亚云和猎户座a云中的160000和60000颗恒星的光,并将它们关联起来。”

基于这些数据,他们重建了云层的形状和密度,分辨率仅为15光年。这是对星云测量工具箱的宝贵补充。一方面,它可以更好地解释为什么一些星云是恒星形成的怪物,而另一些则不是。除了目前的研究外,雷扎伊·霍什巴赫特计划用同样的方法研究整个星系。她将绘制其尘埃分布图,并找出其与整个银河系恒星形成的联系。

星云是由气体和尘埃组成的云,在我们的星系和许多其他星系中随处可见。并非所有行星都能形成恒星。然而,他们确实有适当数量的“造星材料”来完成这项工作。在一个典型的恒星形成区域,如猎户座星云,恒星形成开始于一个寒冷、致密的物质袋。低温使密集区塌陷更加严重。然后,随着压力的增加,厚区域开始加热,直到条件适合恒星形成。如果一个星云有很多物质,它将成为一个非常有效的恒星制造者。如果密度不是很大,则效率很低。

当天文学家想要计算星云的恒星形成效率时,他们传统上必须接近其密度。这是云中气体和灰尘的数量。然而,“近似”并不等于“精确”

Rezaei khoshbakht说:“密度是压缩到一定体积的物质量;这是决定恒星形成效率的关键属性之一。”。她还指出,一些气体和尘埃云比其他云更有效地产生恒星。密度与此有很大关系。

凯努莱宁的工作是计算空间中物体的密度,这不是一项容易的任务。他说:“当我们观察太空中的物体时,我们所看到的一切都是它们在假想的天球上的二维投影。”。传统的观测缺乏必要的深度,天文学家需要在太空中进行精确测量。到目前为止,它们只能依赖于柱密度。这对夫妇创建的新三维重建提供了一种先进的天体测量工具,可以了解整个星系星云中恒星的诞生。

使用盖亚数据(和其他观测数据)将为天文学家提供更完整的银河系三维视图。这包括分布在旋臂和核心的恒星。此外,该星系目前正在“吸收”人马矮星系。盖亚应该能够绘制恒星融入银河系的地图。当然,盖亚对穿过星云的恒星光线的研究也很重要。它提供了恒星诞生引擎的线索,在恒星摇篮中孕育新生恒星。

可以毫不夸张地认为,盖亚的数据在未来很长一段时间内将成为恒星数据库的一部分。也许有一天,它甚至会带领人类踏上期待已久的穿越星云之旅。

有关更多信息

三维宇宙尘埃云

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