NASA's James Webb Space Telescope is nog meer dan een jaar na lancering, maar de Gemini South-telescoop in Chili heeft astronomen een glimp gegeven van wat het observatorium in een baan om de aarde zou moeten opleveren.

Met behulp van een adaptieve optische camera met groot veld die de vervorming van de aardatmosfeer corrigeert, Patrick Hartigan en Andrea Isella van Rice University en Turlough Downes van Dublin City University gebruikten de 8,1-meter telescoop om nabij-infraroodbeelden van de Carinanevel vast te leggen met dezelfde resolutie die van de Webb-telescoop wordt verwacht.

Hartigan, Isella en Downes beschrijven hun werk in een studie die deze week online is gepubliceerd in Astrofysische journaalbrieven . hun beelden, verzamelden zich in januari 2018 meer dan 10 uur bij het internationale Gemini Observatorium, een programma van het NOIRLab van de National Science Foundation, laat een deel van een moleculaire wolk zien van ongeveer 7, 500 lichtjaar van de aarde. Alle sterren, inclusief de zon van de aarde, worden verondersteld te worden gevormd binnen moleculaire wolken.

"De resultaten zijn verbluffend, "Zei Hartigan. "We zien een schat aan details die nog nooit eerder zijn waargenomen langs de rand van de wolk, met inbegrip van een lange reeks parallelle richels die kunnen worden geproduceerd door een magnetisch veld, een opmerkelijke, bijna perfect gladde sinusgolf en fragmenten aan de bovenkant die door een sterke wind van de wolk lijken te worden afgeschoven."

De afbeeldingen tonen een wolk van stof en gas in de Carinanevel die bekend staat als de Westelijke Muur. Het oppervlak van de wolk verdampt langzaam in de intense gloed van straling van een nabijgelegen cluster van massieve jonge sterren. De straling zorgt ervoor dat waterstof gloeit met nabij-infrarood licht, en met speciaal ontworpen filters konden de astronomen afzonderlijke beelden vastleggen van waterstof aan het oppervlak van de wolk en waterstof die aan het verdampen was.

Een extra filter ving sterrenlicht op dat door stof werd weerkaatst, en het combineren van de beelden toegestaan ​​Hartigan, Isella en Downes om te visualiseren hoe de cloud en het cluster op elkaar inwerken. Hartigan heeft de Westelijke Muur eerder waargenomen met andere NOIRLab-telescopen en zei dat het een uitstekende keuze was om het adaptieve opticasysteem van Gemini op te volgen.

"Deze regio is waarschijnlijk het beste voorbeeld in de lucht van een bestraalde interface, " zei hij. "De nieuwe beelden ervan zijn zoveel scherper dan alles wat we eerder hebben gezien. Ze bieden tot nu toe het duidelijkste beeld van hoe zware jonge sterren hun omgeving beïnvloeden en de vorming van sterren en planeten beïnvloeden."

Beelden van stervormingsgebieden die vanaf de aarde zijn genomen, zijn meestal vervaagd door turbulentie in de atmosfeer. Door telescopen in een baan om de aarde te plaatsen, wordt dat probleem verholpen. En een van de meest iconische foto's van de Hubble-ruimtetelescoop, 1995's "Pijlers van Creatie, " legde de grootsheid vast van stofkolommen in een stervormingsgebied. Maar de schoonheid van het beeld logenstrafte Hubble's zwakte voor het bestuderen van moleculaire wolken.

"Hubble werkt op optische en ultraviolette golflengten die worden geblokkeerd door stof in stervormingsgebieden zoals deze, ' zei Hartigan.

Omdat nabij-infrarood licht doordringt in de buitenste stoflagen in moleculaire wolken, nabij-infraroodcamera's zoals de Gemini South Adaptive Optics Imager kunnen zien wat eronder ligt. In tegenstelling tot traditionele infraroodcamera's, De imager van Gemini South gebruikt "een spiegel die van vorm verandert om te corrigeren voor glinstering in onze atmosfeer, "Zei Hartigan. Het resultaat:foto's met ongeveer 10 keer de resolutie van afbeeldingen die zijn gemaakt met telescopen op de grond die geen adaptieve optica gebruiken.

Maar de atmosfeer veroorzaakt meer dan onscherpte. Waterdamp, koolstofdioxide en andere atmosferische gassen absorberen sommige delen van het nabij-infraroodspectrum voordat het de grond bereikt.

"Veel nabij-infrarode golflengten zullen alleen zichtbaar zijn met een ruimtetelescoop zoals de Webb, "Zei Hartigan. "Maar voor nabij-infrarode golflengten die het aardoppervlak bereiken, adaptieve optica kan beelden produceren die net zo scherp zijn als beelden die vanuit de ruimte zijn verkregen."

De voordelen van elke techniek voorspellen veel goeds voor de studie van stervorming, hij zei.

"Structuren zoals de Westelijke Muur worden rijke jachtgebieden voor zowel Webb- als grondtelescopen met adaptieve optica zoals Gemini South, "Zei Hartigan. "Elk zal de stofomhulsels doorboren en nieuwe informatie onthullen over de geboorte van sterren."