Wie wird die interstellare Gasdichte aus GAIA-Daten kartiert?

Ich habe das Bild unten im Artikel von Space.com gefunden: Diese 3D-Farbkarte von 1,7 Milliarden Sternen in der Milchstraße ist die beste, die jemals erstellt wurde .

Die Bildunterschrift zu diesem Bild lautet:

Die Raumsonde Gaia sammelte zwischen Juli 2014 und Mai 2016 Beobachtungen für diese All-Sky-Ansicht der Milchstraße und benachbarter Galaxien und veröffentlichte die Daten am 25. April 2018. Dieses Bild zeigt die Farben und Helligkeit aller Sterne (oben), die Summe Dichte von Sternen (Mitte) und die Verteilung von interstellarem Gas und Staub über die Galaxie (unten). Quelle: ESA/Gaia/DPAC

Die ersten beiden Karten spiegeln Daten wider, die aus der Analyse von GAIAs Messung des Sternenlichts gewonnen wurden, wie in dieser Antwort erläutert , aber die dritte Karte wird als „die Verteilung von interstellarem Gas und Staub über die Galaxie“ beschrieben.

Soweit ich weiß, überträgt GAIA nicht alle vollständigen Bilddaten zur Erde, sondern führt stattdessen eine erhebliche Menge an Bildverarbeitung, Objekterkennung, Klassifizierung und Analyse sowie andere Datenreduktion durch, um Positionen und Radialgeschwindigkeitsmessungen für Punkt- wie Objekte wie Sterne, obwohl natürlich auch kleine Körper des Sonnensystems wie Kometen und Asteroiden in den Rohdaten landen.

Frage: Wie erhält man die interstellare Gasdichte aus GAIA-Daten?

verschiedene Karten der Milchstraße von GAIA

Antworten (1)

Mir fallen sofort zwei Techniken ein.

Für die Sterne, die Sie entdecken, können Sie ihre Farben und Helligkeiten (Gaia liefert photometrische Farben und Entfernungen) mit dem vergleichen, was Sie für einen Stern dieses Typs in dieser Entfernung erwarten. Der Unterschied zwischen dem, was Sie erwarten, und dem, was Sie beobachten, zeigt Ihnen die Rötung und Auslöschung, die durch interstellaren Staub verursacht wird, der in eine Säule zu diesem Stern integriert ist. Indem Sie diesen Prozess für viele Sterne in verschiedenen Richtungen durchlaufen, erstellen Sie ein 3D-Bild der Staubverteilung.

Die Messungen sind weitgehend gasunempfindlich – oft wird von einer einfachen Extrapolation zwischen Staub und Gas ausgegangen.

Eine zweite Technik wäre, einfach zu vergleichen, wie viele Sterne man sehen kann und mit welcher Helligkeitsverteilung, mit einem Modell für die galaktische Sternpopulation und Staubverteilung. Dies ist eine altmodische Methode zur Schätzung des Staubsterbens, funktioniert lokal gut, aber ich vermute nicht, was in dieser Karte verwendet wird, aus den einfachen Gründen, dass Gaia auch die Entfernungen zu Sternen liefert und einer der Zwecke der Mission darin besteht das galaktische Modell verbessern, nicht davon ausgehen.

Vielen Dank! Bei diesen modernen, schönen, computergenerierten Karten mit hoher Granularität ist es leicht, fälschlicherweise zu glauben, dass sie irgendwie von Fotografien stammen und dass das Raumschiff das Gas „sieht“. Diese Erklärung klärt das auf.