Nieuwe afbeeldingen die gebruik maken van gegevens van ESA (European Space Agency) en NASA-missies laten het gas en stof zien dat de ruimte tussen de sterren vult in vier van de sterrenstelsels die zich het dichtst bij onze eigen Melkweg bevinden. Meer dan opvallend, de snapshots zijn ook een wetenschappelijke schat, die inzicht geven in hoe dramatisch de dichtheid van stofwolken kan variëren binnen een sterrenstelsel.

Met een consistentie vergelijkbaar met rook, wordt stof gecreëerd door stervende sterren en is een van de materialen die nieuwe sterren vormen. De stofwolken die door ruimtetelescopen worden waargenomen, worden voortdurend gevormd en gevormd door exploderende sterren, stellaire winden en de effecten van de zwaartekracht. Bijna de helft van al het sterlicht in het heelal wordt geabsorbeerd door stof. Veel van de zware chemische elementen die essentieel zijn voor het vormen van planeten zoals de aarde, zijn opgesloten in stofkorrels in de interstellaire ruimte. Dus het begrijpen van stof is een essentieel onderdeel van het begrijpen van ons universum.

De nieuwe waarnemingen werden mogelijk gemaakt door het werk van ESA's Herschel Space Observatory, dat van 2009 tot 2013 actief was. NASA's Jet Propulsion Laboratory in Zuid-Californië droeg belangrijke onderdelen van twee instrumenten op het ruimtevaartuig bij. De superkoude instrumenten van Herschel waren in staat om de thermische gloed van stof te detecteren, die wordt uitgezonden als ver-infrarood licht, een reeks golflengten die langer is dan wat het menselijk oog kan detecteren.

Herschels beelden van interstellair stof bieden beelden met hoge resolutie van fijne details in deze wolken, waardoor ingewikkelde substructuren zichtbaar worden. Maar door de manier waarop de ruimtetelescoop was ontworpen, kon hij vaak geen licht detecteren van meer verspreide en diffuse wolken, vooral in de buitenste regionen van sterrenstelsels, waar het gas en stof schaars worden en dus zwakker worden.

Voor sommige nabije sterrenstelsels betekende dat dat Herschel tot 30% van al het licht van stof miste. Met zo'n aanzienlijke kloof hadden astronomen moeite om de Herschel-gegevens te gebruiken om te begrijpen hoe stof en gas zich in deze omgevingen gedroegen. Om de stofkaarten van Herschel in te vullen, combineren de nieuwe afbeeldingen gegevens van drie andere missies:ESA's gepensioneerde Planck-observatorium, samen met twee gepensioneerde NASA-missies, de Infrared Astronomical Satellite (IRAS) en Cosmic Background Explorer (COBE).

De afbeeldingen tonen het Andromeda-sterrenstelsel, ook bekend als M31; het Triangulum-sterrenstelsel, of M33; en de Grote en Kleine Magelhaense Wolken – dwergstelsels die om de Melkweg draaien en niet de spiraalstructuur hebben van de Andromeda- en Triangulum-stelsels. Alle vier bevinden zich binnen 3 miljoen lichtjaar van de aarde.

In de afbeeldingen geeft rood waterstofgas aan, het meest voorkomende element in het universum. De afbeelding van de Grote Magelhaense Wolk toont een rode staart die van de linkerbenedenhoek van het melkwegstelsel komt en die waarschijnlijk is ontstaan ​​toen hij ongeveer 100 miljoen jaar geleden in botsing kwam met de Kleine Magelhaense Wolk. Bellen van lege ruimte duiden gebieden aan waar recentelijk sterren zijn gevormd, omdat de intense winden van de pasgeboren sterren het omringende stof en gas wegblazen. Het groene licht rond de randen van die bellen duidt op de aanwezigheid van koud stof dat zich heeft opgehoopt als gevolg van die wind. Warmer stof, blauw weergegeven, geeft aan waar sterren worden gevormd of waar andere processen het stof hebben verwarmd.

Veel zware elementen in de natuur, waaronder koolstof, zuurstof en ijzer, kunnen vast komen te zitten aan stofkorrels en de aanwezigheid van verschillende elementen verandert de manier waarop stof sterrenlicht absorbeert. Dit heeft op zijn beurt invloed op het beeld dat astronomen krijgen van gebeurtenissen zoals stervorming.

In de dichtste stofwolken kunnen bijna alle zware elementen vast komen te zitten in stofkorrels, waardoor de stof-gasverhouding toeneemt. Maar in minder dichte gebieden zal de destructieve straling van pasgeboren sterren of schokgolven van exploderende sterren de stofkorrels verpletteren en sommige van die opgesloten zware elementen terug in het gas terugbrengen, waardoor de verhouding opnieuw verandert. Wetenschappers die interstellaire ruimte en stervorming bestuderen, willen deze voortdurende cyclus beter begrijpen. De Herschel-afbeeldingen laten zien dat de stof-tot-gasverhouding binnen een enkel sterrenstelsel tot een factor 20 kan variëren, veel meer dan eerder werd geschat.

"Deze verbeterde Herschel-afbeeldingen laten ons zien dat de 'stof'-ecosystemen' in deze sterrenstelsels erg dynamisch zijn", zegt Christopher Clark, een astronoom bij het Space Science Telescope Institute in Maryland, die het werk leidde om de nieuwe afbeeldingen te maken. + Verder verkennen

Afbeelding:Hubble observeert een ontmoeting die niet zo dichtbij is