Een internationaal team van wetenschappers onder leiding van een astrofysicus van de Rutgers University-New Brunswick heeft een potentieel stervormende wolk ontdekt die een van de grootste structuren aan de hemel is en een van de dichtstbijzijnde die ooit bij de zon en de aarde zijn ontdekt. De enorme bol waterstof, die lange tijd onzichtbaar was voor wetenschappers, werd onthuld door te zoeken naar zijn hoofdbestanddeel, moleculaire waterstof.
De ontdekking is de eerste keer dat een moleculaire wolk is gedetecteerd met licht dat wordt uitgezonden in het verre ultraviolette gebied van het elektromagnetische spectrum en maakt de weg vrij voor verdere verkenningen met deze benadering. De wetenschappers hebben de moleculaire waterstofwolk “Eos” genoemd, naar de Griekse godin uit de mythologie die de personificatie van de dageraad is. Hun ontdekking wordt beschreven in een studie die is gepubliceerd in Nature Astronomy. “Dit opent nieuwe mogelijkheden voor het bestuderen van het moleculaire universum,” zei Blakesley Burkhart, universitair hoofddocent aan de faculteit Natuurkunde en Sterrenkunde van de Rutgers School of Arts and Sciences, die het team leidde en auteur is van het onderzoek. Burkhart is ook onderzoekswetenschapper aan het Center for Computational Astrophysics aan het Flatiron Institute in New York. Moleculaire wolken bestaan uit gas en stof, met als meest voorkomende molecuul waterstof, de fundamentele bouwsteen van sterren en planeten en essentieel voor leven. Ze bevatten ook andere moleculen zoals koolmonoxide. Moleculaire wolken worden vaak gedetecteerd met conventionele methoden zoals radio- en infraroodwaarnemingen die gemakkelijk de chemische signatuur van koolmonoxide oppikken. Voor dit werk gebruikten de wetenschappers een andere benadering.
“Dit is de allereerste moleculaire wolk die is ontdekt door rechtstreeks te zoeken naar de emissie in ver ultraviolet van moleculaire waterstof,” zei Burkhart. “De gegevens lieten gloeiende waterstofmoleculen zien die werden gedetecteerd via fluorescentie in het verre ultraviolet. Deze wolk gloeit letterlijk in het donker.” Eos vormt geen gevaar voor de aarde en het zonnestelsel. Door zijn nabijheid biedt de gaswolk een unieke kans om de eigenschappen van een structuur binnen het interstellaire medium te bestuderen, aldus de wetenschappers. Het interstellaire medium, dat bestaat uit gas en stof dat de ruimte tussen de sterren in een sterrenstelsel vult, dient als grondstof voor de vorming van nieuwe sterren. “Als we door onze telescopen kijken, zien we hele zonnestelsels ontstaan, maar we weten niet in detail hoe dat gebeurt,” zei Burkhart. “Onze ontdekking van Eos is opwindend omdat we nu direct kunnen meten hoe moleculaire wolken zich vormen en uiteenvallen, en hoe een sterrenstelsel interstellair gas en stof begint om te zetten in sterren en planeten.” De halvemaanvormige gaswolk bevindt zich op ongeveer 300 lichtjaar van de aarde. Hij bevindt zich aan de rand van de Local Bubble, een grote met gas gevulde holte in de ruimte die het zonnestelsel omvat. Wetenschappers schatten dat Eos enorm groot is in projectie op de hemel, met ongeveer 40 manen aan de hemel en een massa die ongeveer 3.400 keer zo groot is als die van de zon. Het team gebruikte modellen om aan te tonen dat het naar verwachting over 6 miljoen jaar zal verdampen.
“Het gebruik van de ver ultraviolette fluorescentie-emissietechniek zou ons begrip van het interstellaire medium kunnen herschrijven, door verborgen wolken in het hele sterrenstelsel bloot te leggen en zelfs tot aan de verste detecteerbare grenzen van de kosmische dageraad”, aldus Thavisha Dharmawardena, een NASA Hubble Fellow aan de New York University en mede-eerste auteur van het onderzoek. Het team ontdekte Eos in gegevens die waren verzameld door een ver-ultraviolette spectrograaf met de naam FIMS-SPEAR (een acroniem voor fluorescent imaging spectrograaf) die als instrument op de Koreaanse satelliet STSAT-1 werd gebruikt. Een ver-ultraviolette spectrograaf splitst ver-ultraviolet licht dat door een materiaal wordt uitgezonden op in de samenstellende golflengten, net zoals een prisma dat doet met zichtbaar licht, waardoor een spectrum ontstaat dat wetenschappers kunnen analyseren. De gegevens waren net openbaar gemaakt in 2023 toen Burkhart ze ontdekte. “Het was een soort van wachten om ontdekt te worden,” zei ze. De bevindingen benadrukken het belang van innovatieve observatietechnieken voor een beter begrip van de kosmos, zei Burkhart. Ze merkte op dat Eos wordt gedomineerd door moleculair waterstofgas, maar voornamelijk “CO-donker” is, wat betekent dat het niet veel van het materiaal bevat en niet de karakteristieke signatuur uitzendt die door conventionele benaderingen wordt gedetecteerd. Dat verklaart waarom Eos zo lang niet geïdentificeerd kon worden, aldus de onderzoekers.
“Het verhaal van de kosmos is het verhaal van de herschikking van atomen gedurende miljarden jaren,” zei Burkhart. “De waterstof die zich nu in de Eos-wolk bevindt, bestond al ten tijde van de oerknal en viel uiteindelijk op ons sterrenstelsel en smolt samen in de buurt van de zon. Het is dus een lange reis van 13,6 miljard jaar geweest voor deze waterstofatomen.” De ontdekking kwam als een verrassing. “Toen ik afstudeerde, werd ons verteld dat je moleculaire waterstof niet gemakkelijk rechtstreeks kunt waarnemen,” zei Dharmawardena van NYU. “Het is nogal wild dat we deze wolk kunnen zien in gegevens waarvan we niet dachten dat we die zouden zien.” Eos is ook vernoemd naar een voorgestelde NASA-ruimtemissie die Burkhart en andere leden van het team ondersteunen. Het doel van de missie is om het opsporen van moleculaire waterstof uit te breiden naar grotere delen van het Melkwegstelsel en om de oorsprong van sterren te onderzoeken door de evolutie van moleculaire wolken te bestuderen. Het team speurt gegevens af naar moleculaire waterstofwolken dichtbij en veraf. In een onderzoek dat Burkhart en anderen als preprint op arXiv hebben gepubliceerd en waarbij de James Webb Space Telescope (JWST) is gebruikt, wordt melding gemaakt van de voorlopige vondst van het meest verafgelegen moleculaire gas tot nu toe. “Met behulp van JWST hebben we mogelijk de verste waterstofmoleculen van de zon gevonden,” zei Burkhart. “We hebben dus zowel de dichtstbijzijnde als de verste moleculen gevonden met behulp van ver-ultraviolette straling.”
Foto: https://www.allesoversterrenkunde.nl/media/medialibrary/2025/04/EOS_.jpg
Bron: EurekAlert
