Neue Formen von Wechselwirkungen im interstellaren Medium

Überall in unserer Galaxis ist das Interstellare Medium (ISM) inhomogen verteilt - wenngleich stark zur galaktischen Ebene konzentriert - und präsentiert sich auffallend variationsreich bezüg-lich Formen und Zuständen. Allgemein wird angenommen, dass die morphologischen und physi-kalischen Verhältnisse des ISM (das aus Gas und Staub besteht) weitgehend durch das energe-tische Feedback massiver Sterne hervorgerufen werden, wobei intensive UV-Strahlung, schnelle Sternwinde und Supernova-Schockfronten die maßgebliche Rolle spielen.- Staub ko-existiert mit Gas außer in sehr heißen Regionen und ist häufig einfacher als Gas beobachtbar, da es infrarote Strahlung emittiert. Seit der Mission des InfraRed Astronomical Satellite (IRAS) ist bekannt, dass dieser Staub in verwirrender morphologischer Komplexität auch außerhalb der galaktischen Ebene existiert, wo er als "Cirrus" auftritt, der durch das interstellare Strahlungsfeld aufgeheizt wird. Dennoch ist dieser Staub in höheren galaktischen Breiten etwas homogener verteilt - je höher, desto homogener. Im Allgemeinen tritt das ISM zumeist in Form von diskreten Wolken auf, die eine durchschnittliche Teilchendichte von 0.1-0.5 Atomen pro cm3 aufweisen. Man könnte nun annehmen, dass sowohl die Objekte, die für die morphologische Komplexität und die physikalischen Verhältnisse des ISM verantwortlich sind, als auch die Struktur des letz-teren gut bekannt seien. Wir hingegen haben Grund zur Annahme, das ein Teil z.B. der zahlrei-chen löchrigen Strukturen im ISM von einem bisher vernachlässigten Mechanismus herrühren, nämlich von der Wechselwirkung zwischen Material, das von den Vorgängern der Planetarischen Nebel (PNe) bzw. deren Zentralsternen abgeblasen wurden, und dem ISM. Möglicherweise stellt dieses Phänomen - das wir bei einer systematischen Durchprüfung von NASA SkyView Darstel-lungen, die auf IRAS-Daten basieren, entdecken konnten - einen signifikanten Beitrag zur Form-bildung interstellarer Materie dar. - Eine weitere Art von Wechselwirkung mit der ISM - vor vie-len Jahren theoretisch vorhergesagt und Ziel von Suchen - könnten kleine ISM-Wolken geringer Masse darstellen, die von durch Supernovae ausgeschleudertem Material getroffen werden. Derar-tige Wölkchen könnten in riesigen Anzahlen im interstellaren Raum existieren, wären jedoch so gut wie nicht nachweisbar - es sei denn, sie würden durch Supernova-Schockfronten aufgeheizt. Jede Entdeckung eines solchen Wölkchens - bis unlängst gab es kein einziges überzeugendes Beispiel dafür - würde sozusagen ein interessantes astrophysikalisches Laboratorium reprä- sentieren. Wir glauben, einen derartigen Fall gefunden zu haben. Für beide Entdeckungen - die Löcher im ISM (und andere ausgedehnte Staubemissions-Struk-turen) und den Fund von dem wir glauben, dass es sich um das bisher überzeugendste Beispiel für eine kleine isolierte Wolke handelt, die von einer Supernova-Schockfront getroffen wurde - haben wir detaillierte Untersuchungen im Rahmen dieses Antrags geplant. Die Untersuchungen sollen vor allem umfangreiche Beobachtungen (Spektren und Direktaufnahmen) hauptsächlich im opti-schen Spektralbereich umfassen, aber auch theoretische Studien. Beides zielt darauf ab, die ent-deckten Phänomene in allgemeiner Hinsicht (z.B. die Löcher) und in großem Detail (das Wölk-chen) zu studieren, um so ein verbessertes Verständnis der interstellaren Materie zu gewinnen.

Das interstellare Medium - Gas- und Staubteilchen zwischen den Sternen, häufig in Form von Wolken und Nebeln vielfältiger Formen und Dichten akkumuliert - ist die Basis für Prozesse von großer astro-physikalischer Bedeutung. Es liefert, beispielsweise, das Geburtsmaterial von Sternen und deren Planeten-systemen und ist Ort verblüffender physikalischer Vorgänge, die in irdischen Laboratorien weitgehend nicht nachvollziehbar sind. Folglich stellen Entdeckungen neuer Prozesse oder Objekte im interstellaren Medium Bereicherungen im Verständnis der (astro)physikalischen Welt dar. In unserem Projekt konnten wir eine Reihe neuer, verschiedener, Manifestationen des interstellaren Mediums entdecken. Die spektakulärste unserer Entdeckungen - die zumeist bei unserer Durchmusterung von 1983 mit dem IRAS- Satelliten gewonnenen Infrarot-Aufnahmen des Himmels gefunden wurden - sind zwei benachbarte Filamente bipolarer Gestalt von riesigen projizierten Ausmaßen (je 9 Grad, d.h. 18 Mal ausgedehnter als der scheinbare Monddurchmesser). Sie strahlen bei 60 und 100 Mikrometer, also im fernen Infrarot. Objekte dieser Form und scheinbaren Größe waren zuvor nie entdeckt worden. Wir fanden Hinweise auf deren Natur: Wir vermuten, beide Objekte haben denselben Ursprung. Sie könnten von einem alten, zerfallenen Sternensystem aus zumindest 3 Sternen stammen: Einer dieser Sterne mag vor dem Ver-löschen Gas abgeblasen haben, das teils von den beiden anderen eingefangen wurde; einer wurde aus dem System geschleudert. Beide Sterne begannen dieses Material in 2 bipolaren Jets abzugeben. Da dies vor mehr als 100.000 Jahren begonnen hat, konnten die Jets auf Riesengröße anwachsen - und abkühlen. Dieses Paar alter staubreicher ?) Jets konnte von uns bei keinen anderen Wellenlängen gefunden werden. Folglich fehlt bislang ein definitiver Beweis für die Natur dieses Paars. Ein weiteres Objekt, von uns vor 1 Jahrzehnt entdeckt und nur wenig untersucht, scheint einer Objekt-klasse mit wenigen bekannten Beispielen anzugehören - eine frühere kleine interstellare Wolke, die mit einer Schockfront wechselwirkt, welche erst die Wolke zusammendrückt und sie dann mittels starker Wir-belbildung zerstört. Das Objekt - es zeigt eine auffallende Gestalt und wurde von uns "Kreuz-und-quer-Nebel" genannt - ist etwas Besonderes wegen seiner Nähe zu uns und wegen (s)eines kürzlich entdeckten schirmartigen Nebels. Seine Gesamt-Morphologie und von uns kürzlich ermittelte Daten aus einem optischen Spektrum lassen uns vermuten, dass er wegen seiner Ähnlichkeit mit Resultaten numerischer 3D-Simulationen anderer Autoren zu einem Musterobjekt für die obgenannten Wechselwirkungen wird. Dann fanden und untersuchten wir (mittels Aufnahmen und Spektroskopie) ein optisches Filament am Rand eines gigantischen, nahen, Supernova-Überrestes, der bis dato nur als X-Strahler bekannt war. Schließlich entdeckten wir mehrere an interstellarer Materie arme Regionen rund um Planetarische Nebel. Leider konnten wir bislang nicht beweisen, ob diese Regionen real sind - wahrscheinlich durch Winde der Zentralsterne der Plan. Nebel erzeugt - oder nur Projektionen nicht zusammenhängender Phänomene.