Dieses Bild kombiniert Beobachtungen der nahegelegenen Galaxien NGC 1300, NGC 1087, NGC 3627 (oben, von links nach rechts), NGC 4254 und NGC 4303 (unten, von links nach rechts), die mit dem Multi-Unit Spectroscopic Explorer (MUSE)-Teleskop der ESO aufgenommen wurden Groß (VLT) Jedes einzelne Bild ist eine Reihe von Beobachtungen, die bei verschiedenen Lichtwellenlängen gemacht wurden, um Sternhaufen und warme Gase zu kartieren. Das goldene Leuchten entspricht hauptsächlich Wolken aus ionisiertem Wasserstoff, Sauerstoff und Schwefelgas, was auf neugeborene Sterne hinweist, während die bläulichen Regionen im Hintergrund die Verteilung etwas älterer Sterne erkennen lassen. Die Bilder wurden im Rahmen des Projekts High-Resolution Physics in Near Galaxies (PHANGS) aufgenommen, das mit Teleskopen, die über das elektromagnetische Spektrum hinweg arbeiten, hochauflösende Beobachtungen naher Galaxien durchführt. Bildnachweis: ESO/PHANGS

Ein Team von Astronomen hat neue Beobachtungen von nahen Galaxien veröffentlicht, die einem bunten kosmischen Feuerwerk ähneln. Die Bilder, die mit dem Very Large Telescope der European Southern Observatory (ESOs VLT) aufgenommen wurden, zeigen verschiedene Komponenten von Galaxien in unterschiedlichen Farben, sodass Astronomen die Lage junger Sterne und die Gase, die sie um sie herum erhitzen, genau bestimmen können. Durch die Kombination dieser neuen Beobachtungen mit Daten aus dem Large Millimeter/Submillimeter Atacama Array (ALMA), dessen Partner die ESO ist, trägt das Team dazu bei, neue Erkenntnisse darüber zu gewinnen, was Gas zur Bildung von Sternen antreibt.

Astronomen wissen, dass Sterne in Gaswolken geboren werden, aber was die Sternentstehung erzeugt und wie sich Galaxien als Ganzes entwickeln, bleibt ein Rätsel. Um diesen Prozess zu verstehen, beobachtete ein Forscherteam mehrere nahe gelegene Galaxien mit leistungsstarken Teleskopen auf der Erde und im Weltraum und vermessen die Regionen verschiedener Galaxien, die an der Sterngeburt beteiligt sind.

Emselem, ebenfalls an der Universität Lyon, Frankreich, beteiligt, und sein Team veröffentlichten ihre neuesten galaktischen Durchmusterungen, die mit dem Multi-Unit Spectroscopic Explorer (MUSE)-Instrument auf dem VLT der ESO in der chilenischen Atacama-Wüste aufgenommen wurden. Mit MUSE verfolgten sie neugeborene Sterne und das sie umgebende warme Gas, das von den Sternen beleuchtet und erhitzt wird und als Rauchkanone für die fortlaufende Sternentstehung fungiert.

Die neuen MUSE-Bilder werden jetzt mit Beobachtungen derselben Galaxien kombiniert, die mit ALMA aufgenommen und Anfang dieses Jahres veröffentlicht wurden. ALMA, ebenfalls in Chile gelegen, eignet sich besonders gut für die Kartierung von kalten Gaswolken – den Teilen von Galaxien, die das Rohmaterial liefern, aus dem Sterne bestehen.

„Zum ersten Mal lösen wir einzelne Einheiten der Sternentstehung über eine Vielzahl von Orten und Umgebungen in einer Probe, die für verschiedene Galaxientypen gut repräsentativ ist“, sagt Eric Emselem, Astronom bei der ESO in Deutschland und Leiter des VLT . Beobachtungen basierend auf dem Projekt Physics in High Angular Resolution in Near Galaxies (PHANGS). „Wir können das Gas, das die Sterne erzeugt, direkt beobachten, die jungen Sterne selbst sehen und ihre Entwicklung in verschiedenen Stadien miterleben.“

Durch die Kombination von MUSE- und ALMA-Bildern können Astronomen die Regionen der Galaxie, in denen die Sternentstehung stattfindet, im Vergleich zu den erwarteten Orten untersuchen, um besser zu verstehen, was die Geburt neuer Sterne stimuliert, fördert oder behindert. Die resultierenden Bilder sind atemberaubend und bieten einen atemberaubend farbenfrohen Blick auf Sternenkindergärten in unseren Nachbargalaxien.

„Es gibt viele Rätsel, die wir lüften wollen“, sagt Catherine Kreckel von der Universität Heidelberg und Mitglied des PHANGS-Teams. „Werden Sterne oft in bestimmten Regionen von Wirtsgalaxien geboren – und wenn ja, warum? Wie wirkt sich ihre Entwicklung nach der Geburt von Sternen auf die Bildung neuer Sternengenerationen aus?“

Dank der Fülle von MUSE- und ALMA-Daten, die das PHANGS-Team gesammelt hat, können Astronomen diese Fragen jetzt beantworten. MUSE sammelt Spektren – scannt „Barcodes“ für Astronomen, um die Eigenschaften und die Natur kosmischer Objekte zu enthüllen – an jedem Ort innerhalb seines Sichtfeldes und liefert Informationen, die reicher sind als herkömmliche Instrumente. Für das PHANGS-Projekt beobachtete MUSE 30.000 Warmgasnebel und sammelte etwa 15 Millionen Spektren aus verschiedenen galaktischen Regionen. Auf der anderen Seite haben die Beobachtungen von ALMA es Astronomen ermöglicht, etwa 100.000 Regionen kalten Gases in 90 nahe gelegenen Galaxien zu kartieren, was einen beispiellos scharfen Atlas von Sternenkindern im nahen Universum erzeugt.

Neben ALMA und MUSE bietet das PHANGS-Projekt auch Beobachtungen des NASA/ESA-Weltraumteleskops Hubble. Verschiedene Observatorien wurden ausgewählt, um es dem Team zu ermöglichen, unsere galaktischen Nachbarn bei verschiedenen Wellenlängen (sichtbar, nahes Infrarot und Radio) zu untersuchen, wobei jedes Wellenlängenband unterschiedliche Teile der beobachteten Galaxien enthüllt. „Ihre Kombination ermöglicht es uns, die verschiedenen Stadien der Sterngeburt – von der Entstehung der Sternkinderstuben über den Beginn der Sternentstehung selbst bis hin zur eventuellen Zerstörung der Kinderstuben durch neugeborene Sterne – detaillierter zu erforschen, als es durch Einzelbeobachtungen möglich ist“, sagt PHANGS-Teammitglied Francesco Belfiore von INAF-Arcetri in Florenz, Italien .“

Die Arbeit des PHANGS-Projekts wird durch zukünftige Teleskope und Instrumente wie das James Webb Space Telescope der NASA ergänzt. Die so gewonnenen Daten werden außerdem die Grundlage für Beobachtungen mit dem Very Large Telescope (ELT) der ESO legen, das noch in diesem Jahrzehnt seine Arbeit aufnehmen wird, und einen detaillierteren Blick auf die Strukturen von Sternkindergärten ermöglichen.

„Obwohl PHANGS erstaunlich ist, reicht die Genauigkeit der von uns erstellten Karten nur aus, um einzelne Sternentstehungswolken zu identifizieren und zu trennen, aber nicht gut genug, um im Detail zu wissen, was in ihnen passiert“, sagte Eva Schinnerer, Forschungsgruppenleiterin am Max-Planck-Institut für Astronomie in Deutschland und Principal Investigator des PHANGS-Projekts, in dessen Rahmen die neuen Beobachtungen gemacht wurden. „Neue Überwachungsbemühungen unseres und anderer Teams verschieben die Grenzen in diese Richtung, sodass wir jahrzehntelange spannende Entdeckungen vor uns haben.“

Das internationale PHANGS-Team besteht aus mehr als 90 Wissenschaftlern, von Masterstudenten bis hin zu Rentnern, die an 30 Institutionen auf vier Kontinenten arbeiten. Eric Emselem (Europäische Südsternwarte, Garching, Deutschland und Zentrum für Astrophysikalische Forschung in Lyon, Universität Lyon, INSD Lyon, Saint-Genis-Laval, Frankreich) leitet die MUSE-Arbeitsgruppe zur Datenreduktion innerhalb von PHANGS und umfasst Francesco Belfiore (INAF Osservatorio) . Astrofisico di Arcetri, Florenz, Italien), Guillermo Blanc (Carnegie Observatory, Pasadena, USA), Enrico Congiu (Universidad de Chile, Santiago, Chile und Las Campanas Observatory, Carnegie Institution for Science, Atacama Region, Chile), Brent Groves ( University of Western Australia, Perth, Australien), I-Ting Ho (Max-Planck-Institut für Astronomie, Heidelberg, Deutschland) [MPIA]), Catherine Kreckel (Universität Heidelberg, Deutschland), Rebecca McIlroy (Sydney Institute of Astronomy, Sydney, Australien), Ismael Besa (MPIA), Patricia Sanchez Blazquez (Complutense University of Madrid, Madrid, Spanien), Francesco Santoro (MPIA .) ) und Fabian Scheuermann (Universität Heidelberg, Deutschland) und Eva Schinnerer (MPIA).

Die ESO ist Europas führende zwischenstaatliche astronomische Organisation und das bisher produktivste erdgestützte astronomische Observatorium der Welt. Es umfasst 16 Mitgliedsstaaten: Österreich, Belgien, Tschechien, Dänemark, Frankreich, Finnland, Deutschland, Irland, Italien, Niederlande, Polen, Portugal, Spanien, Schweden, Schweiz und Großbritannien sowie das Gastland mit Chile und Australien als strategischer Partner. Die ESO setzt ein ehrgeiziges Programm um, das sich auf die Planung, den Bau und den Betrieb robuster bodengestützter Beobachtungseinrichtungen konzentriert, die es Astronomen ermöglichen, wichtige wissenschaftliche Entdeckungen zu machen. Die ESO spielt auch eine führende Rolle bei der Förderung und Organisation von Kooperationen in der astronomischen Forschung. Die ESO betreibt in Chile drei einzigartige Beobachtungsstandorte von Weltrang: La Silla, Paranal und Chajnantor. Auf Paranal betreibt die ESO das weltweit führende Very Large Telescope und Interferometer sowie zwei Infrarot-Durchmusterungsteleskope und das VLT-Durchmusterungsteleskop für sichtbares Licht. Außerdem wird es am Paranal der ESO das South Array Cherenkov Telescope, das größte und empfindlichste Gammastrahlen-Observatorium der Welt, beherbergen und betreiben. Die ESO ist auch ein wichtiger Partner an zwei Einrichtungen in Chajnantor, APEX und ALMA, dem größten existierenden astronomischen Projekt. Und in Cerro Armazon, in der Nähe von Paranal, baut die ESO das 39 Meter hohe Very Large Telescope, ELT, das „das größte Auge der Welt am Himmel“ werden wird.