science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Een nieuwe catalogus van infrarood donkere wolken

Een infraroodbeeld in valse kleuren van de Infrared Dark Cloud genaamd "de Slang", zoals gezien door de IRAC-camera op de Spitzer Space Telescope. Astronomen hebben een nieuwe catalogus van IRDC's gemaakt op basis van IRAC's luchtonderzoeksbeelden met behulp van een nieuw computationeel zoek- en detectiealgoritme. (Blauwe stippen zijn sterren die relatief niet worden verduisterd door stof, terwijl de rode stippen jonge sterren zijn ingebed in de wolk). Krediet:NASA, JPL-Caltech/S. Carey (SSC/Caltech)

Infrarood donkere wolken (IRDC's) zijn donkere plekken van koud stof en gas die in de lucht worden gezien tegen de heldere diffuse infrarode gloed van warm stof in ons melkwegstelsel. Deze IRDC's, massief en rijk aan moleculen, zijn natuurlijke locaties voor stergeboorte - een van de belangrijkste redenen waarom astronomen ze actief bestuderen. IRDC's werden voor het eerst gedetecteerd door twee vroege ruimte-infraroodmissies, het Infrared Space Observatory en het Midcourse Space Experiment, maar de IRAC-camera op Spitzer zorgde voor een revolutie in het veld met zijn dramatisch verbeterde gevoeligheid en ruimtelijke resolutie. IRAC had verschillende onderzoeken van de Melkweg voltooid voordat het afgelopen februari werd afgesloten, en astronomen hebben de infraroodbeelden gebruikt om de kenmerken van IRDC's te identificeren en te analyseren. De Submillimeter Array en ALMA-faciliteiten, werken met hoge gevoeligheid en resolutie bij submillimetergolflengten waar het koude moleculaire gas kan worden gekarakteriseerd, hebben astronomen in staat gesteld deze nieuw ontdekte bronnen op te volgen en de gastemperaturen te bepalen, dichtheden en bewegingen, wat leidt tot vooruitgang in ons begrip van de vroegste stadia van stervorming in deze sterrenkraamkamers.

Een probleem dat het onderzoek belemmerde, was het ontbreken van een up-to-date catalogus van IRDC's. Er zijn drie hoofdproblemen:IRDC-groottes kunnen sterk variëren, van degenen die erg uitgestrekt zijn (meer dan een lichtjaar groot) tot andere die meer dan honderd keer kleiner zijn (en natuurlijk zijn hun afstanden de sleutel tot hun hoekige uiterlijk), hun vormen zijn meestal onregelmatig en slecht gedefinieerd, en niet in de laatste plaats bevinden ze zich vaak in complexe regio's met honderden andere bronnen. Het zoeken naar hen in de Melkweg was een ontmoedigende taak.

CfA-astronomen Jyothish Pari en Joe Hora hebben zojuist een nieuwe catalogus van IRDC's voltooid met 18, 845 objecten geëxtraheerd uit de IRAC-infraroodbeelden met behulp van een nieuw computeralgoritme dat ze hebben ontwikkeld dat gebruikmaakt van contouropsporing en neurale netwerkmethoden. De techniek scant de beelden op de donkere randen en gesloten contouren van de wolken, en evalueert de betrouwbaarheid van de detecties in een geautomatiseerd, objectieve techniek die kan worden uitgebreid voor gebruik met andere onderzoeken. De resultaten van de nieuwe catalogus komen goed overeen met eerdere bevindingen, maar naast het vinden van veel meer objecten bevat de nieuwe catalogus meer IRDC's in regio's met weinig contrast en bevestigt ook (zoals verwacht) dat veel van de eerder geïdentificeerde IRDC's in feite uit twee of meer kleinere objecten bestaan.