Due immagini composite nel vicino infrarosso che mostrano una sezione di 33 trilioni di miglia del Muro Occidentale, una nuvola di gas e polvere in una regione di formazione stellare della Nebulosa Carena. Ogni immagine è stata scattata dall'astronomo della Rice University Patrick Hartigan e dai suoi colleghi dai telescopi dell'osservatorio NOIRLab della National Science Foundation in Cile e mostra molecole di idrogeno sulla superficie della nuvola (rosso) e atomi di idrogeno che evaporano dalla superficie (verde). L'immagine a sinistra è stata scattata con il Wide-Field Infrared Imager del telescopio Blanco da quattro metri nel 2015. L'immagine a destra è stata scattata con l'imager a ottica adattiva ad ampio campo del telescopio Gemini South da 8,1 metri nel gennaio 2018 e ha circa 10 risoluzione volte più fine grazie a uno specchio che cambia forma per correggere la distorsione atmosferica. Credito:Patrick Hartigan/Rice University
Il James Webb Space Telescope della NASA è ancora a più di un anno dal lancio, ma il telescopio Gemini South in Cile ha fornito agli astronomi un assaggio di ciò che l'osservatorio orbitante dovrebbe offrire.
Utilizzando una fotocamera con ottica adattiva ad ampio campo che corregge la distorsione dall'atmosfera terrestre, Patrick Hartigan e Andrea Isella della Rice University e Turlough Downes della Dublin City University hanno utilizzato il telescopio da 8,1 metri per catturare immagini nel vicino infrarosso della Nebulosa Carena con la stessa risoluzione che ci si aspetta dal telescopio Webb.
Hartigan, Isella e Downes descrivono il loro lavoro in uno studio pubblicato online questa settimana in Lettere per riviste astrofisiche . Le loro immagini, riuniti in 10 ore a gennaio 2018 presso l'Osservatorio internazionale Gemini, un programma del NOIRLab della National Science Foundation, mostra parte di una nuvola molecolare circa 7, 500 anni luce dalla Terra. Tutte le stelle, compreso il sole della Terra, si pensa che si formino all'interno delle nuvole molecolari.
"I risultati sono sorprendenti, " Ha detto Hartigan. "Vediamo una ricchezza di dettagli mai osservati prima lungo il bordo della nuvola, compresa una lunga serie di creste parallele che possono essere prodotte da un campo magnetico, una notevole onda sinusoidale quasi perfettamente liscia e frammenti nella parte superiore che sembrano essere in procinto di essere tranciati dalla nuvola da un forte vento."
Le immagini mostrano una nuvola di polvere e gas nella Nebulosa Carena conosciuta come il Muro Occidentale. La superficie della nube sta lentamente evaporando sotto l'intenso bagliore della radiazione di un vicino ammasso di giovani stelle massicce. La radiazione fa brillare l'idrogeno con luce nel vicino infrarosso, e filtri appositamente progettati hanno permesso agli astronomi di catturare immagini separate dell'idrogeno sulla superficie della nube e dell'idrogeno che stava evaporando.
Un filtro aggiuntivo cattura la luce delle stelle riflessa dalla polvere, e combinando le immagini consentite ad Hartigan, Isella e Downes per visualizzare come interagiscono il cloud e il cluster. Hartigan ha precedentemente osservato il Muro Occidentale con altri telescopi NOIRLab e ha affermato che è stata una scelta privilegiata seguire il sistema di ottica adattiva di Gemini.
"Questa regione è probabilmente il miglior esempio nel cielo di un'interfaccia irradiata, " ha detto. "Le nuove immagini sono molto più nitide di qualsiasi cosa abbiamo visto in precedenza. Forniscono la visione più chiara fino ad oggi di come le giovani stelle massicce influenzino l'ambiente circostante e influenzino la formazione di stelle e pianeti".
Le immagini delle regioni di formazione stellare riprese dalla Terra sono generalmente sfocate dalla turbolenza nell'atmosfera. Mettere i telescopi in orbita elimina questo problema. E una delle fotografie più iconiche del telescopio spaziale Hubble, 1995 "Pilastri della creazione, " ha catturato la grandezza delle colonne di polvere in una regione di formazione stellare. Ma la bellezza dell'immagine smentiva la debolezza di Hubble nello studio delle nuvole molecolari.
"Hubble opera a lunghezze d'onda ottiche e ultraviolette che sono bloccate dalla polvere in regioni di formazione stellare come queste, "Hartigan ha detto.
Poiché la luce nel vicino infrarosso penetra negli strati esterni di polvere nelle nubi molecolari, le fotocamere nel vicino infrarosso come il Gemini South Adaptive Optics Imager possono vedere cosa c'è sotto. A differenza delle tradizionali termocamere a infrarossi, L'imager di Gemini South utilizza "uno specchio che cambia forma per correggere il luccichio nella nostra atmosfera, " Ha detto Hartigan. Il risultato:foto con circa 10 volte la risoluzione delle immagini scattate da telescopi terrestri che non utilizzano l'ottica adattiva.
Ma l'atmosfera provoca più di sfocatura. Vapore acqueo, l'anidride carbonica e altri gas atmosferici assorbono alcune parti dello spettro del vicino infrarosso prima che raggiunga il suolo.
"Molte lunghezze d'onda del vicino infrarosso saranno visibili solo da un telescopio spaziale come il Webb, " Ha detto Hartigan. "Ma per le lunghezze d'onda del vicino infrarosso che raggiungono la superficie terrestre, l'ottica adattiva può produrre immagini nitide come quelle acquisite dallo spazio."
I vantaggi di ciascuna tecnica sono di buon auspicio per lo studio della formazione stellare, Egli ha detto.
"Strutture come il Muro del Pianto saranno ricchi terreni di caccia sia per Webb che per telescopi terrestri con ottiche adattive come Gemini South, "Hartigan ha detto. "Ognuno trafiggerà i teli di polvere e rivelerà nuove informazioni sulla nascita delle stelle".
