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PLANCK
Filamente aus kaltem Staub
von Stefan Deiters
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19. März 2010

Auf einem neuen jetzt vorgestellten Bild des ESA-Satelliten Planck sind riesige Filamente aus Staub in unserer Milchstraße zu sehen. Eine Analyse der gewaltigen Strukturen könnte wichtige Informationen über die Kräfte geben, denen unsere Heimatgalaxie ihre Struktur verdankt und die Sternentstehung in verschiedenen Bereichen ausgelöst haben.

Staub

Plancks Blick auf den kalten Staub in einem Umkreis von 500 Lichtjahren.  Bild: ESA & das HFI Konsortium / IRAS [Großansicht]

Mit dem Satelliten Planck will die ESA einige fundamentale Fragen beantworten: Wie ist unser Universum entstanden und wie haben sich die Galaxien gebildet? Um dies herauszufinden soll die im vergangenen Jahr gestartete Sonde winzige Temperaturschwankungen der kosmischen Mikrowellen-Hintergrundstrahlung bis auf ein Millionstel Grad genau vermessen. Mit dem jetzt vorgestellten Bild wurde der Untersuchungsbereich von Planck auf die Strukturen aus kaltem Staub in der Milchstraße erweitert.

Auf dem Bild lassen sich filamentartige Strukturen aus Staub in unserer Nachbarschaft erkennen und dies bis in eine Entfernung von 500 Lichtjahren von der Sonne. Die lokalen Filamente sind mit dem Band der Milchstraße verbunden, das als pinkfarbene horizontale Struktur am unteren Rand zu sehen ist. Die Emissionen in diesem Bereich kommen aus deutlich größerer Entfernung, nämlich aus der gesamten galaktischen Scheibe.

Die Farben im Bild sind entsprechend den Temperaturen des Staubs kodiert. In weißlich-pinken Regionen hat er Temperaturen von einigen Dutzend Grad über dem absoluten Nullpunkt, in dunkleren Bereichen ist er mit minus 261 Grad Celsius - rund 12 Grad über dem absoluten Nullpunkt - deutlich kälter. Der wärmere Staub findet sich in der Nähe der galaktischen Ebene, der darüber ist kälter.

"Wodurch die Strukturen diese spezielle Form erhalten ist noch nicht wirklich gut verstanden", so Jan Tauber, ESA-Projektwissenschaftler für Planck. Bei den dichteren Bereichen handelt es sich um sogenannte Molekülwolken, in den diffuseren befindet sich neben Staub auch Gas, was allerdings auf dem Bild nicht direkt zu erkennen ist.

Die Form der Filamente könnte sich durch unterschiedliche Kräfte erklären: In Frage kommt die Rotation der gesamten Milchstraße, wodurch eine Spiralstruktur von Sternen, Gas und Staub entsteht. Auch die Gravitation hat einen Einfluss auf das Aussehen der Strukturen, genau wie die Strahlung und die Teilchenströme, die von Sternen ausgehen. Auch Magnetfelder spielen eine Rolle, man weiß aber noch nicht, wie wichtig sie in diesem Zusammenhang sind.

Helle Punkte in dem Bild zeigen Bereiche mit einer größeren Materiedichte. Hier könnten gerade neue Sterne entstehen. Das ESA-Infrarotteleskop Herschel ist in der Lage solche Regionen detailliert zu untersuchen, allerdings kann sie nur Planck am gesamten Himmel aufspüren. Planck scannt nämlich den kompletten Himmel ab, während Herschel gründliche Beobachtungen von eng begrenzten Regionen, etwa nahegelegenen Sternentstehungsgebieten macht.

Ein verblüffender Sachverhalt ist, dass sich die Filamentstruktur im Großen und im Kleinen sehr ähnlich ist. Woher das kommt, kann sich bislang niemand erklären. "Das ist die große Frage", so Tauber. Das neue Bild wurde aus Daten von Plancks High Frequency Instrument (HFI) bei Wellenlängen von 540 Mikrometern und 350 Mikrometern und aus einem 100 Mikrometer-Bild zusammengestellt, das 1983 mit dem Satelliten IRAS gemacht wurde.    

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Planck: Dem Licht des Urknalls auf der Spur - 9. Februar 2009
Links im WWW
Planck, Seiten der ESA
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