Neutraler Atomwasserstoff in der solaren Nachbarschaft

Wasserstoff ist das häufigste Atom in unserer Galaxie. Neun von zehn Atomen in der Sonne sind Wasserstoff. Zwei von drei Atomen in unserem Körper sind Wasserstoff. Unsere Geschichte handelt von Wasserstoff. Aber die Geschichte, wie die Wasserstoffatome in der Milchstraße zu Wolken kondensieren und wie diese Wolken kollabieren, um Sterne wie die Sonne, Planeten wie die Erde und Lebewesen wie uns zu bilden, muss erst noch erzählt werden. Interstellare Wasserstoffwolken sind die Umgebung, in der sich dichte, sternbildende Wolken befinden. Die Erforschung ihrer Struktur und Eigenschaften in der Umgebung von sternbildenden Regionen bedeutet, die Überreste der Bedingungen zu untersuchen, die zur Organisation der Materie in der Nähe führen, wie wir sie heute sehen. Dieses Projekt nutzt den Hauptindikator für neutralen interstellaren Wasserstoff, seine (Licht)emission bei einer Wellenlänge von 21 Zentimetern. Um das 21-cm-Licht des Wasserstoffgases in und um sternbildende Regionen zu sammeln, sind einige der größten Teleskope der Erde erforderlich. Dieses Projekt nutzt Beobachtungen, die mit dem Karl G. Jansky Very Large Array (VLA), einem Observatorium in New Mexico, USA, gemacht wurden. Das VLA besteht aus 28 Teleskopen mit einem Durchmesser von 25 Metern, die in einer Y-Form angeordnet sind. Ihre Beobachtungen werden mithilfe einer Technik namens Interferometrie kombiniert, bei der die Signale gemischt werden, um Bilder mit mehr Details zu erzeugen, als dies mit jedem einzelnen Instrument möglich wäre. Bei diesem Projekt wird das VLA in einer Konfiguration verwendet, die ein 1-km-Teleskop nachbildet, das doppelt so groß ist wie das größte Einzelteleskop der Erde. Diese Beobachtungen werden beispiellose Bilder der Strömungen liefern, die sternbildende Regionen speisen. Dieses Projekt verwendet neuartige Analysetechniken, um alle möglichen Informationen aus den neuen Beobachtungen zu sammeln. Dabei werden dieselben Prinzipien angewendet, die auch bei der Online-Bildsuche und der Signalverarbeitung zur Identifizierung langfristiger Trends bei Wetter zum Einsatz kommen. Die Techniken sind darauf ausgelegt, die Bedingungen zu identifizieren, die das Auftreten von Sternentstehungsgebieten begünstigen, und zu bestimmen, wie diese Gebiete Energie und Materie mit ihrer Umgebung austauschen. Sternentstehungsgebiete sind komplexe Systeme; wir sehen in astronomischen Bildern nur Momentaufnahmen ihres Lebens. Ihre zeitliche Entwicklung zu rekonstruieren, ist wie der Versuch, die Geschichte einer Familie anhand ihrer Fotoalben zu erzählen. Daher werden in diesem Projekt auch Computersimulationen eingesetzt, um die möglichen Szenarien zu reproduzieren, durch die sternbildende Wolken entstehen, wachsen und sich schließlich auflösen. Durch seine Ergebnisse wird dieses Projekt die Zusammenhänge aufzeigen, die zur Entstehung neuer Sterne in der Nähe der Sonne führen, und die Funktionsweise unseres eigenen interstellaren Ökosystems offenbaren.