So schön kann Staub sein

Credit: ESA and the HFI Consortium, IRAS 

Kaum freuen wir uns hierzulande auf den anbrechenden Frühling, zeigen uns die Astronomen, wo es in der Sonnenumgebung am kältesten ist. Die Aufnahme, die farblich gerade wunderbare in die gelbe Phase unseres Lichtechos passt, entstand mit dem Astronomiesatelliten Planck. Dieses Schmückstück der europäischen Raumfahrtbehörde ESA soll eigentlich viel weiter raus und somit zurück in die Zeit schauen, um die kosmischen Hintergrundstrahlung zu vermessen. Dabei handelt es sich um das früheste Licht im Universum, sozusagen der Fingerabdruck des Urknalls. Aufgrund der Ausdehnung des Universums ist diese Strahlung rotverschoben. Astronomen benötigen einen Satelliten mit Instrumenten, die auf Infrarotstrahlung ansprechen. Blöd ist nur, dass auch kalter interstellarer Staub unserer Galaxie in diesem Bereich "leuchtet". Diese störende Vordergrundstrahlung wird von den Astronomen vorab gemessen, um später die Messung der Hintergrundstrahlung um diesen "Schmutzfaktor" zu korrigieren. So liefert uns also der Satellit Planck quasi nebenbei eine Karte mit kaltem Gas und Staub.
In den Worten des beteiligten Wissenschaftlers Richard Davis von der University of Manchester klingt das so:

"These are fantastically detailed images showing the sky at a wavelength never previously investigated. Our main aim with Planck is to observe the cosmic microwave background, the fading glow of the Big Bang. However the emissions from our own Galaxy, the so-called foregrounds, restrict our ability to do that. When these high-frequency images are combined with those from the low-frequency instrument, key components of which were built here at Jodrell Bank, we will be able to accurately separate the foreground. In addition to enabling extremely precise measurements of the microwave background, this will result in all sorts of new science on the physical processes at work in our Galaxy." 

 Was genau sehen wir jetzt hier? Das Bild zeigt einen 55 Winkelgrad großen Himmelsausschnitt entlang der galaktischen Ebene. Es setzt sich aus insgesamt drei Aufnahmen zusammen und zwar einerseits aus Daten des Satelliten Planck bei 540 und 350 Mikrometer Wellenlänge, sowie andererseits aus einer Aufnahme bei 100 µm Wellenlänge, die mit einem anderen Infrarotsatelliten gelangen, nämlich dem Satelliten IRAS. Die kombinierten Daten zeigen unterschiedliche Temperaturen in farblichen Abstufungen. Das kräftige Rot entpricht einer Temepratur von 12 Kelvin, also 12 Grad über dem absoluten Nullpunkt von -273, 15° Celsius. Die weißen Bereiche des Bildes sind deutlich wärmer, nämlich einige zehn Grad über den absoluten Nullpunkt. Dieser relativ warme Staub lässt auf Sternentstehungsprozesse schließen. Die Tiefe des Bildes liegt bis zu 500 Lichtjahre Entfernung von unserer Sonne. Gemessen an der gewaltigen Ausdehnung unserer Milchstraße ist das also der Staub vor unserer Tür.

Der Satellit Planck wurde gemeinsam mit dem Weltraumteleskop Herschel am 14. Mai 2009 von der ESA in Kourou, Französisch-Guayana, gestartet. Der Doppelstart war zweifelsohne ein extremer Vertrauensbeweis in die Zuverlässigkeit der Ariane-5-Rakete, den diese auch gerecht wurde. Der Planck-Satellit benötigte sechs Wochen, um den so genannten Lagrange-Punkt 2 zu erreichen, der sich in 1,5 Million Kilometern Entfernung von der Erde befindet. Während dieser Reise wurden die Instrumente Plancks heruntergekühlt, damit er nicht mit seiner Eigenwärme die Infrarotsensoren blendet. Gekühlt ist untertrieben: Der Satellit Planck ist nicht nur popokalt, sondern mit 0,1 Grad über den absoluten Nullpunkt so kalt, wie es kälter kaum noch geht. Der kälteste Punkt im All ist uns also relativ nahe. Jetzt freuen wir uns aber wirklich auf den Frühling!

Quelle: Jodrell Bank Centre for Astrophysics und NASA/JPL