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Sonntag, 28. Februar 2016 - 11:15 Uhr

Astronomie - Kalter Staub im Universum ATLASGAL-Kartierung der südlichen Milchstraße vollendet

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26.02.2016

This part image of the Milky Way has been released to mark the completion of the APEX Telescope Large Area Survey of the Galaxy (ATLASGAL). The APEX telescope in Chile has mapped the full area of the Galactic Plane visible from the southern hemisphere for the first time at submillimeter wavelengths -- between infrared light and radio waves -- and in finer detail than recent space-based surveys. The APEX data, at a wavelength of 0.87 millimeters, shows up in red and the background blue image was imaged at shorter infrared wavelengths by the NASA Spitzer Space Telescope as part of the GLIMPSE survey. The fainter extended red structures come from complementary observations made by ESA's Planck satellite.

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APEX, the Atacama Pathfinder EXperiment telescope, is located at 5100 metres above sea level on the Chajnantor Plateau in Chile's Atacama region. The ATLASGAL survey took advantage of the unique characteristics of the telescope to provide a detailed view of the distribution of cold dense gas along the plane of the Milky Way galaxy [1]. The new image includes most of the regions of star formation in the southern Milky Way [2].
The new ATLASGAL maps cover an area of sky 140 degrees long and 3 degrees wide, more than four times larger than the first ATLASGAL release [3]. The new maps are also of higher quality, as some areas were re-observed to obtain a more uniform data quality over the whole survey area.
The ATLASGAL survey is the single most successful APEX large programme with nearly 70 associated science papers already published, and its legacy will expand much further with all the reduced data products now available to the full astronomical community [4].
At the heart of APEX are its sensitive instruments. One of these, LABOCA (the LArge BOlometer Camera) was used for the ATLASGAL survey. LABOCA measures incoming radiation by registering the tiny rise in temperature it causes on its detectors and can detect emission from the cold dark dust bands obscuring the stellar light.
The new release of ATLASGAL complements observations from ESA's Planck satellite [5]. The combination of the Planck and APEX data allowed astronomers to detect emission spread over a larger area of sky and to estimate from it the fraction of dense gas in the inner Galaxy. The ATLASGAL data were also used to create a complete census of cold and massive clouds where new generations of stars are forming.
"ATLASGAL provides exciting insights into where the next generationof high-mass stars and clusters form. By combining these with observations from Planck, we can now obtain a link to the large-scale structures of giant molecular clouds," remarks Timea Csengeri from the Max Planck Institute for Radio Astronomy (MPIfR), Bonn, Germany, who led the work of combining the APEX and Planck data.
The APEX telescope recently celebrated ten years of successful research on the cold Universe. It plays an important role not only as pathfinder, but also as a complementary facility to ALMA, the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, which is also located on the Chajnantor Plateau. APEX is based on a prototype antenna constructed for the ALMA project, and it has found many targets that ALMA can study in great detail.
Leonardo Testi from ESO, who is a member of the ATLASGAL team and the European Project Scientist for the ALMA project, concludes: "ATLASGAL has allowed us to have a new and transformational look at the dense interstellar medium of our own galaxy, the Milky Way. The new release of the full survey opens up the possibility to mine this marvellous dataset for new discoveries. Many teams of scientists are already using the ATLASGAL data to plan for detailed ALMA follow-up."
Notes
[1] The map was constructed from individual APEX observations of radiation with a wavelength of 870 µm (0.87 millimetres).
[2] The northern part of the Milky Way had already been mapped by the James Clerk Maxwell Telescope and other telescopes, but the southern sky is particularly important as it includes the Galactic Centre, and because it is accessible for detailed follow-up observations with ALMA.
[3] The first data release covered an area of approximately 95 square degrees, a very long and narrow strip along the Galactic Plane two degrees wide and over 40 degrees long. The final maps now cover 420 square degrees, more than four times larger.
[4] The data products are available through the ESO archive.
[5] The Planck data coverhe full sky, but with poor spatial resolution. ATLASGAL covers only the Galactic plane, but with high angular resolution. Combining both provides excellent spatial dynamic range.
Quelle: SD
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Update: 28.02.2016
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Kalter Staub im Universum
ATLASGAL-Kartierung der südlichen Milchstraße vollendet
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Eine Reihe von spektakulären Bildern der Milchstraße sind anlässlich der Vollendung des “APEX Telescope Large Area Survey of the Galaxy” (ATLASGAL) veröffentlicht worden. Das APEX-Teleskop in Chile wird in Zusammenarbeit zwischen dem Max-Planck-Institut für Radioastronomie (MPIfR), dem Onsala Space Observatory (OSO) in Schweden und der Europäischen Südsternwarte (ESO) betrieben. Im Rahmen des Projekts wurde der komplette von der Südhalbkugel aus zugängliche Bereich der Milchstraßenebene zum ersten Mal in Submillimeterwellenlängen (zwischen Infrarot- und Radiobereich des elektromagnetischen Spektrums) bei hoher Auflösung erfasst. Dadurch werden Details und Strukturen sichtbar, die in Kartierungen mit kleineren Weltraumteleskopen im gleichen Wellenlängenbereich nicht erfasst wurden. Das 12m-APEX-Teleskop spielt eine Vorreiterrolle bei der Untersuchung des kalten Universums, von kosmischen Gas- und Staubwolken mit Temperaturen von nur einigen 10 Grad über dem absoluten Nullpunkt.
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Abbildungen von drei unterschiedlichen Bereichen der Milchstraße, basierend auf hochaufgelösten Beobachtungen mit der APEX-LABOCA-Kamera in Verbindung mit Daten vom Planck-Satelliten der ESA. Oben: 6 x 3 Grad- Feld zentriert auf das Galaktische Zentrum in Richtung des Sternbilds „Schütze“. Das helle Objekt direkt links vom Zentrum des Bildes ist Sgr B2. Unten links: Himmelsregion in Richtung des Sternbilds “Skorpion”mit NGC 6334 als hellster Quelle (vgl. überlappendes Feld in Abb. 2). Unten rechts: Himmelsregion in Richtung des Sternbilds „Schild“.
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APEX, das „Atacama Pathfinder Experiment”, ist ein Teleskop von 12 m Durchmesser in 5100 m Höhe auf der Chajnantor-Hochebene in der chilenischen Atacamawüste. Der mit diesem Teleskop erstellte „APEX Telescope Large Area Survey of the Galaxy“ (ATLASGAL) profitiert von den einmaligen Eigenschaften dieses Teleskops und ermöglicht dadurch ein detailliertes Bild der Verteilung von dichtem kalten Gas entlang der Ebene der Milchstraße. Tatsächlich umfasst die komplette ATLASGAL-Kartierung den überwiegenden Teil der Sternentstehungsgebiete in unserer Milchstraße.
Die Karten von ATLASGAL decken insgesamt einen 140 Grad langen und 3 Grad breiten Streifen am Himmel ab. Das Projekt ist das bis dato erfolgreichste Beobachtungsprogramm mit dem APEX-Teleskop, mit mehr als 69 auf  ATLASGAL basierenden wissenschaftlichen Veröffentlichungen. Da nun die reduzierten Daten und Datenprodukte für die komplette Astronomische Gemeinschaft zur Verfügung stehen,  ist zu erwarten, dass diese Zahl alsbald kräftig ansteigen wird.     
Das Herzstück von APEX bilden seine exzellenten Empfangssysteme. Einer dieser Empfänger, LABOCA (die “LArge BOlometer Camera”), mit dem nach wie vor der größten Detektor seiner Art auf der Südhalbkugel, wurde für die ATLASGAL-Messungen eingesetzt. LABOCA wurde am Max-Planck-Institut für Radioastronomie (MPIfR) in Bonn gebaut und misst die eintreffende Strahlung in Submillimeter-Wellenlängen über einen dadurch verursachten winzigen Temperaturanstieg. Dadurch wird es möglich, die Strahlung von dunklen Staubregionen zu erfassen, die das Licht von dahinterliegenden Sternen komplett absorbieren.
“Wenn wir die ATLASGAL-Messungen mit ihrer hohen Winkelauflösung mit den Daten vom Planck-Weltraumobservatorium der ESA verknüpfen, erhalten wir daraus einen Datensatz von Weltraumqualität, aber mit einer 20fach höheren Auflösung”, sagt Axel Weiß vom MPIfR, der für die Verbindung beider Datensätze verantwortlich zeichnete. Dadurch wird es den Astronomen nun möglich, Submillimeterstrahlung nachzuweisen, die sich über einen großen Bereich am Himmel verteilt und so den Gesamtanteil von dichtem Gas im inneren Bereich der Milchstraße zu erfassen. Die ATLASGAL-Daten wurden außerdem dafür verwendet, kalte und massereiche Wolken, in denen eine neue Generation von Sternen heranwächst, möglichst komplett statistisch zu erfassen. 
„ATLASGAL bringt uns aufregende neue Erkenntnisse darüber, wo sich die nächste Generation von massereichen Sternen und Sternhaufen bildet. Durch die Verknüpfung mit den Planck-Daten erhalten wir einen Zugang zu den großskaligen Strukturen der riesigen Molekülwolken, in denen das stattfindet“, bemerkt Timea Csengeri, ebenfalls vom MPIfR, die Erstautorin der Veröffentlichung über die Verteilung von kaltem Staub in der Milchstraße auf der Basis der kombinierten ATLASGAL- und Planck-Daten.  
Am APEX-Teleskop wurden erst kürzlich die ersten 10 Jahre erfolgreicher Forschung über das kalte Universum gefeiert. Das Teleskop spielt dabei eine wichtige Rolle nicht nur als Pfadfinder, sondern auch als komplementäres Instrument zu ALMA, dem „Atacama Large Millimeter/submillimeter Array“, das sich in unmittelbarer Nachbarschaft ebenfalls auf der Chanjantor-Hochebene in Chile befindet. Mit APEX , das ursprünglich auf einer Prototyp-Antenne für ALMA basiert, wurden bereits eine Menge neuer Himmelsobjekte aufgespürt, die anschließend mit Hilfe von ALMA sehr detailliert untersucht werden konnten. 
„ATLASGAL ermöglicht uns einen neuen und geänderten Blick in das dichte interstellare Medium in unserer Milchstraße“, sagt Leonardo Testi von der ESO, Mitglied im ATLASGAL-Forschungsteam und europäischer Projektwissenschaftler für ALMA. „Die jetzt erfolgte Veröffentlichung des kompletten Datensatzes eröffnet eine exzellente Möglichkeit für neue Entdeckungen. Viele Wissenschaftlerteams nutzen bereits die ATLASGAL-Daten um damit detaillierte Nachfolgebeobachtungen mit ALMA zu konzipieren.“ 
„Die moderne Astronomie geht immer von einem Multiwellenlängen-Ansatz aus. ATLASGAL fügt einen Blick aufs kalte Universum hinzu, und damit direkt hinein in die Wiegen junger Sterne“, schließt Karl Menten vom MPIfR, der Leiter des APEX-Projekts.
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Bild der Milchstraße in Richtung des Sternbilds “Skorpion” mit  den Himmelsobjekten NGC 6334 („Katzenpfotennebel“, oben links) und RCW 120 (oben rechts). Die APEX-Daten bei einer Wellenlänge von 0,87 mm sind in Rot dargestellt, die ausgedehnten Strukturen in Orange basieren auf Messungen mit dem Planck-Satelliten der ESA. Der blaue Hintergrund resultiert von Messungen bei kürzeren Infrarotwellenlängen mit dem Spitzer-Teleskop der NASA im Rahmen der GLIMPSE-Kartierung.
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APEX, das “Atacama Pathfinder Experiment”, ist ein Radioteleskop für den Submillimeter-Wellenlängenbereich, das in Zusammenarbeit vom Max-Planck-Institut für Radioastronomie (MPIfR), dem Onsala Space Observatory (OSO) und der Europäischen Südsternwarte (ESO) betrieben wird. Es wurde konstruiert auf der Grundlage einer modifizierten ALMA-Prototyp-Antenne und steht in 5100 Meter Höhe auf der Chajnantor-Ebene in der chilenischen Atacamawüste. Gebaut wurde das Teleskop von VERTEX-Antennentechnik in Duisburg. Der Betrieb von APEX obliegt der Europäischen Südsternwarte.
ATLASGAL , der “APEX Telescope Large Area Survey of the Galaxy”, erfolgt in Zusammenarbeit zwischen dem Max-Planck-Institut für Radioastronomie (MPIfR), dem Max-Planck-Institut für Astronomie (MPIA), der ESO, und der University of Chile.
ALMA, das “Atacama Large Millimeter/submillimeter Array”, wird gemeinsam von der ESO, der amerikanischen National Science Foundation (NSF) und den National Institutes of Natural Sciences (NINS) in Japan in Zusammenarbeit mit dem chilenischen Staat betrieben. ALMA wird über die ESO im Auftrag der Mitgliedsstaaten finanziert, weiterhin von der NSF in Zusammenarbeit mit dem National Research Council of Canada (NRC) und dem National Science Council of Taiwan (NSC) sowie von der NINS in Zusammenarbeit mit der Academia Sinica (AS) in Taiwan und dem Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI).
Quelle: Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn
 

Tags: Astronomie 

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