Mens de fleste nyfødte stjerner er skjult under et tæppe af gas og støv, kan Planck-pladsobservatoriet - med dets mikrobølgerøje - kikke sig ind under dette hylster for at give ny indsigt i stjernedannelse. De seneste billeder frigivet af Planck-teamet viser to forskellige stjernedannende regioner i Mælkevejen og afslører i enestående detaljer de forskellige fysiske processer på arbejdet.
“Ser” på tværs af ni forskellige bølgelængder, så Planck på stjernedannende regioner i stjernebillederne Orion og Perseus. Det øverste billede viser det interstellære medium i en region i Orion-tågen, hvor stjerner dannes aktivt i stort antal. ”Kraften i Plancks meget brede dækning af bølgelængden ses øjeblikkeligt på disse billeder,” sagde Peter Ade fra Cardiff University, medundersøger af Planck. ”Den røde sløjfe, der ses her, er Barnards Loop, og det faktum, at den er synlig ved længere bølgelængder, fortæller os, at den udsendes af varme elektroner og ikke af interstellært støv. Evnen til at adskille de forskellige emissionsmekanismer er nøglen til Plancks primære mission. ”
En sammenlignbar sekvens af billeder nedenfor, der viser et område, hvor der dannes færre stjerner nær konstellationen Perseus, illustrerer, hvordan strukturen og fordelingen af det interstellare medium kan destilleres fra de billeder, der opnås med Planck.
På bølgelængder, hvor Plancks følsomme instrumenter observerer, udsender Mælkevejen kraftigt over store områder af himlen. Denne emission stammer primært fra fire processer, som hver kan isoleres ved hjælp af Planck. På de længste bølgelængder, på cirka en centimeter, kortlægger Planck fordelingen af synchrotronemission på grund af højhastighedselektroner, der interagerer med magnetfelterne i vores Galaxy. Ved mellemliggende bølgelængder på nogle få millimeter domineres emissionen af ioniseret gas, der opvarmes af nydannede stjerner. På de korteste bølgelængder, omkring en millimeter og derunder, kortlægger Planck fordelingen af interstellært støv, inklusive de koldeste kompakte regioner i de sidste faser af sammenbrud mod dannelse af nye stjerner.
"Den virkelige magt af Planck er kombinationen af instrumenterne til høj og lav frekvens, som tillader os for første gang at adskille de tre forgrunder," sagde professor Richard Davis fra University of Manchester's Jodrell Bank Center for Astrophysics. "Dette er af sig selv interesseret, men gør det også muligt for os at se den kosmiske mikrobølgebakgrund langt mere tydeligt."
Når de nye stjerner er dannet, spreder de omgivende gas og støv og ændrer deres eget miljø. En delikat balance mellem stjernedannelse og spredning af gas og støv regulerer antallet af stjerner, som en given galakse fremstiller. Mange fysiske processer påvirker denne balance, herunder tyngdekraft, opvarmning og afkøling af gas og støv, magnetiske felter med mere. Som et resultat af dette samspil omorganiserer materialet sig selv til 'faser', som eksistere side om side. Nogle regioner, kendt som 'molekylære skyer', indeholder tæt gas og støv, mens andre, kaldet 'cirrus' (som ligner de piskede skyer, vi har her på Jorden), indeholder mere diffust materiale.
Da Planck kan se på tværs af en så bred vifte af frekvenser, kan den for første gang levere data samtidigt om alle de vigtigste emissionsmekanismer. Plancks brede dækning af bølgelængde, som kræves for at studere den kosmiske mikrobølgebakgrund, viser sig også at være afgørende for studiet af det interstellære medium.
"Planck-kortene er virkelig fantastiske at se på," sagde Dr. Clive Dickinson, også fra University of Manchester. ”Dette er spændende tider.”
Planck kortlægger himlen med sit højfrekvensinstrument (HFI), som inkluderer frekvensbåndene 100-857 GHz (bølgelængder fra 3 til 0,35 mm), og lavfrekvensinstrumentet (LFI), som inkluderer frekvensbåndene 30-70 GHz (bølgelængder) fra 10 til 4 mm).
Planck-teamet afslutter sin første hel-himmelundersøgelse i midten af 2010), og rumfartøjet fortsætter med at indsamle data indtil udgangen af 2012, i hvilket tidsrum det afslutter fire himmel-scanninger. For at nå frem til de vigtigste kosmologiske resultater kræver det cirka to års databehandling og analyse. Det første sæt behandlede data vil blive gjort tilgængeligt for det verdensomspændende videnskabelige samfund i slutningen af 2012.
Kilde: ESA og Cardiff University
