Der Omega-Nebel (Messier 17), wegen seines ausgeprägten Aussehens auch als Schwanennebel bekannt, ist einer der bekanntesten Nebel in unserer Galaxie. Dieser Nebel befindet sich etwa 5.500 Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild Schütze und ist auch eine der hellsten und massereichsten sternbildenden Regionen in der Milchstraße. Leider sind Nebel sehr schwer zu untersuchen, da ihre Staub- und Gaswolken ihre Innenräume verdecken.
Aus diesem Grund sind Astronomen gezwungen, Nebel in der nicht sichtbaren Wellenlänge zu untersuchen, um eine bessere Vorstellung von ihrer Zusammensetzung zu erhalten. Unter Verwendung des Stratosphärischen Observatoriums für Infrarotastronomie (SOFIA) hat ein Team von NASA-Wissenschaftlern kürzlich den Schwanennebel in der Infrarotwellenlänge beobachtet. Was sie fanden, hat viel darüber enthüllt, wie sich dieser Nebel- und Sternkindergarten im Laufe der Zeit entwickelt hat.
Es ist keine einfache Aufgabe, sternbildende Nebel wie M17 zu untersuchen. Für den Anfang besteht es größtenteils aus heißem Wasserstoffgas, das von den heißesten Sternen beleuchtet wird, die sich darin befinden. Die hellsten Sterne sind jedoch möglicherweise nur schwer direkt zu erkennen, da sie in Kokons aus dichtem Gas und Staub untergebracht sind. Sein zentraler Bereich ist ebenfalls sehr hell, so dass Bilder, die mit Wellenlängen des sichtbaren Lichts aufgenommen wurden, übersättigt werden.
Daher müssen dieser Nebel und die jüngsten Sterne, die tief in ihm leben, in der Infrarotwellenlänge beobachtet werden. Zu diesem Zweck stützte sich das Forschungsteam auf die Infrarotkamera für schwache Objekte für das SOFIA-Teleskop (FORCAST), das Teil des gemeinsamen SOFIA-Teleskops NASA / DLR ist. Dieses Teleskop befindet sich an Bord eines modifizierten Boeing 747SP-Flugzeugs, das es routinemäßig in eine Höhe von 11600 bis 13700 m (38.000 bis 45.000 ft) fliegt, um Beobachtungen durchzuführen.
In dieser Höhe befindet sich SOFIA in der Stratosphäre der Erde, wo es 99% weniger atmosphärischen Störungen ausgesetzt ist als bodengestützte Teleskope. Wanggi Lim, Wissenschaftler der Universities Space Research Association (USRA) beim SOFIA Science Center am Ames Research Center der NASA, erklärte:
„Der heutige Nebel birgt die Geheimnisse, die seine Vergangenheit enthüllen. wir müssen sie nur aufdecken können. SOFIA lässt uns dies tun, damit wir verstehen können, warum der Nebel so aussieht, wie er heute aussieht. “
Dank des FORCAST-Instruments von SOFIA konnte das Team den Schleier des Schwanennebels durchstoßen und neun bisher unbekannte Protosterne enthüllen - Bereiche, in denen die Nebelwolke zusammenbricht und neue Sterne erzeugt. Darüber hinaus berechnete das Team das Alter der verschiedenen Regionen des Nebels und stellte fest, dass sie sich nicht alle gleichzeitig bildeten, sondern über mehrere Generationen der Sternentstehung.
Es wird angenommen, dass sich die Zentralregion, da sie die älteste und am weitesten entwickelte ist, zuerst gebildet hat, gefolgt von der nördlichen Region bzw. der südlichen Region. Sie stellten auch fest, dass das nördliche Gebiet zwar älter als das südliche Gebiet ist, die Strahlung und die Sternwinde früherer Sterngenerationen das Material dort jedoch störten und so verhinderten, dass es zusammenbrach, um die nächste Generation von Sternen zu bilden.
Diese Beobachtungen stellen einen Durchbruch für Astronomen dar, die seit Jahrzehnten versuchen, mehr über die Sterne im Schwanennebel zu erfahren. Wie Jim De Buizer, ein leitender Wissenschaftler am SOFIA Science Center, sagte:
„Dies ist die detaillierteste Ansicht des Nebels, die wir jemals bei diesen Wellenlängen hatten. Es ist das erste Mal, dass wir einige seiner jüngsten, massereichen Sterne sehen und wirklich verstehen, wie es sich zu dem ikonischen Nebel entwickelt hat, den wir heute sehen. "
Im Wesentlichen setzen massive Sterne (wie die im Schwanennebel gefundenen) so viel Energie frei, dass sie die Entwicklung ganzer Galaxien beeinflussen können. Allerdings ist nur 1% aller Sterne so groß, was bedeutet, dass Astronomen nur sehr wenige Möglichkeiten haben, sie zu studieren. Und obwohl vor der Verwendung von Weltraumteleskopen Infrarotuntersuchungen an diesem Nebel durchgeführt wurden, ergab keiner von ihnen den gleichen Detaillierungsgrad wie SOFIA.
Das obige zusammengesetzte Bild zeigt, was SOFIA aufgenommen hat, zusammen mit Daten vom Herschel- und Spitzer-Weltraumteleskop, die das rote Gas an seinen Rändern (rot) bzw. dem weißen Sternenfeld zeigen. Dazu gehörten Gasregionen (oben blau dargestellt), die von massiven Sternen in der Nähe des Zentrums erwärmt werden, und Staubwolken (grün dargestellt), die von vorhandenen massiven Sternen und nahe gelegenen neugeborenen Sternen erwärmt werden.
Die Beobachtungen sind auch bedeutsam, wenn man sieht, wie SpitzerSOFIA, das seit mehr als 16 Jahren führende Infrarot-Teleskop der NASA, wird am 30. Januar 2020 in den Ruhestand treten. In der Zwischenzeit wird SOFIA das Universum im mittleren und fernen Infrarot weiter erforschen, die für andere Teleskope nicht zugänglich sind . In den kommenden Jahren wird die James Webb Weltraumteleskop (JWST) und die Weitfeld-Infrarot-Vermessungsteleskop (WFIRST).
Indem Astronomen mehr über die Zusammensetzung und Entwicklung von Nebeln erfahren, hoffen sie, ihr Verständnis der Stern- und Planetenbildung, der chemischen Entwicklung von Galaxien und der Rolle von Magnetfeldern in der kosmischen Entwicklung zu verbessern.
