Zapierająca dech w piersiach podróż 3D przez filary stworzenia

NASANowa, stworzona przez astronomów wizualizacja 3D „Filarów Stworzenia” łączy dane z Kosmicznych Teleskopów Hubble’a i Jamesa Webba, aby zapewnić wciągające wrażenia związane z tymi słynnymi obłokami tworzącymi gwiazdy.

Oszałamiająca nowa wizualizacja pozwala widzom zgłębiać fundamentalne pytania naukowe, doświadczyć, jak przebiega nauka i samodzielnie odkrywać wszechświat.

Zespół z Centrum Nauki NASA w Instytucie Nauki Teleskopów Kosmicznych w Baltimore w stanie Maryland stworzył oszałamiającą wizualizację 3D potężnych „Filarów Stworzenia” w Mgławicy Orzeł, łącząc dane z kosmicznych teleskopów Hubble’a i Jamesa Webba. To najobszerniejszy, szczegółowy, wielofalowy film przedstawiający obłoki gwiazdotwórcze jak dotąd.

Filary Stworzenia gwiazdą na nowej wizualizacji z teleskopów Hubble’a i Webba NASA

Wielką sławę zyskał w 1995 roku dzięki NASA Kosmiczny teleskop HubbleFilary Stworzenia zlokalizowane w sercu Mgławicy Orzeł poruszyły wyobraźnię świata swoim eterycznym, urzekającym pięknem.

Teraz NASA opublikowała nową wizualizację 3D tych potężnych struktur niebieskich, wykorzystującą dane z teleskopów kosmicznych Hubble’a i Jamesa Webba. To najobszerniejszy i najbardziej szczegółowy jak dotąd film na wielu falach, przedstawiający obłoki generujące gwiazdy.

Wgląd w różne długości fal

„Przelatując przez filary i pomiędzy nimi, widzowie doświadczają ich trójwymiarowej struktury i widzą, jak różnią się one w świetle widzialnym widzianym przez Hubble’a w porównaniu z widokiem w podczerwieni Webba” – wyjaśnił główny specjalista ds. wizualizacji Frank Summers z Space Telescope Science Institute. (STScI) w Baltimore, który kierował zespołem ds. rozwoju filmów NASA Świat uczenia się. „Kontrast pomaga im zrozumieć, dlaczego istnieje więcej niż jeden teleskop kosmiczny do obserwacji różnych aspektów tego samego obiektu”.

Cztery filary stworzenia, składające się głównie z zimnego wodoru cząsteczkowego i pyłu, ulegają erozji pod wpływem intensywnych wiatrów i silnego promieniowania ultrafioletowego pochodzących z pobliskich gorących młodych gwiazd. Ze szczytów kolumn wyłaniają się przypominające palce struktury większe od Układu Słonecznego. Wewnątrz tych palców mogą znajdować się embrionalne gwiazdy. Najdłuższa kolumna rozciąga się na przestrzeni trzech lat świetlnych, czyli trzech czwartych odległości pomiędzy naszym Słońcem a najbliższą nam gwiazdą.

Dane obserwacyjne i dokładność naukowa

Film przenosi zwiedzających w trójwymiarowe struktury kolumn. Zamiast wyjaśnień technicznych film opiera się na danych obserwacyjnych z artykułu naukowego pod redakcją Anny McLeod, profesora nadzwyczajnego na Uniwersytecie w Durham w Wielkiej Brytanii. McLeod był także konsultantem naukowym przy projekcie filmowym.

„W przypadku tworzenia 3D zawsze myśleliśmy o filarach. Dane Webba w połączeniu z danymi z Hubble’a pozwoliły nam zobaczyć Filary z większą szczegółowością” – powiedział kierownik produkcji Greg Bacon z STScI. „Zrozumienie nauki i sposobu jej lepszego przedstawienia pozwoliło naszemu małemu zespołowi Talented podjąć wyzwanie wizualizacji tej charakterystycznej struktury.”

Obserwacje i zrozumienie wielu długości fal

Nowa wizualizacja pomaga widzom doświadczyć współpracy dwóch najpotężniejszych teleskopów kosmicznych na świecie, aby zapewnić bardziej złożony i kompleksowy obraz pióropuszów. Hubble widzi obiekty świecące w świetle widzialnym o temperaturze tysięcy stopni. Widzenie w podczerwieni Webba, które jest wrażliwe na zimne obiekty o temperaturze zaledwie setek stopni, przenika przez nieprzezroczysty pył, aby zobaczyć gwiazdy osadzone w kolumnach.

„Kiedy łączymy obserwacje z teleskopów kosmicznych NASA na różnych długościach fali światła, poszerzamy naszą wiedzę o Wszechświecie” – powiedział Mark Clampin, dyrektor Wydziału Astrofizyki w siedzibie NASA w Waszyngtonie. „Region Pillars of Creation w dalszym ciągu dostarcza nam nowych spostrzeżeń, które pogłębiają naszą wiedzę na temat powstawania gwiazd. Teraz dzięki tej nowej wizualizacji każdy może doświadczyć tego bogatego i urzekającego krajobrazu w nowy sposób”.

Włączanie eksploracji kosmosu do ogólnego nauczania

Wyprodukowana dla NASA przez STScI wraz z partnerami z Caltech/IPAC i opracowana w ramach projektu NASA Learning Universe AstroViz, wizualizacja 3D (pierwszy film w tym artykule) jest częścią dłuższego filmu z narracją (drugi film w tym artykule), który łączy w sobie bezpośredni kontakt z nauki i naukowców uczestniczących w misjach astrofizycznych NASA, zwracając uwagę na potrzeby młodych odbiorców, rodzin i osób uczących się przez całe życie. Umożliwia widzom zgłębianie podstawowych zagadnień nauki, doświadczanie, jak przebiega nauka i samodzielne odkrywanie wszechświata.

Nowe rozwiązania i narzędzia edukacyjne

Na wizualizacji wyróżniono kilka etapów powstawania gwiazd. Gdy widzowie zbliżają się do centralnego filaru, na jego szczycie widzą małą, zwartą protogwiazdę, która świeci jasnoczerwono w świetle podczerwonym. W górnej części lewej kolumny znajduje się ukośny strumień materii wyrzucony z nowonarodzonej gwiazdy. Chociaż samolot jest dowodem narodzin gwiazdy, widzowie nie mogą zobaczyć samej gwiazdy. Wreszcie na końcu jednego z wystających „palców” lewej kolumny znajduje się zupełnie nowa świecąca gwiazda.

To zdjęcie przedstawia wydrukowany w 3D model słynnych Filarów Stworzenia w Mgławicy Orzeł. Wyrzeźbiony komputerowy model 3D użyty do wizualizacji Filary Stworzenia został przekonwertowany do formatu pliku STL i umieszczony na okrągłej podstawie do użytku z drukarkami 3D. Źródło: Leah Hostak (STScI), Ralph Crawford (STScI), naukowiec NASA

Zwiększ zaangażowanie społeczne w astronomię

Dodatkowym produktem tej wizualizacji jest nowy produkt Model filarów stworzenia do druku 3D. Podstawowy model czterech filarów zastosowanych w wizualizacji został dostosowany do formatu pliku STL, dzięki czemu widzowie mogą pobrać plik modelu i wydrukować go na drukarkach 3D. Badanie struktury filarów w ten dotykowy i interaktywny sposób dodaje nowych perspektyw i spostrzeżeń do ogólnego doświadczenia.

Wniosek: Kontynuacja edukacji i eksploracji

Dalsze wizualizacje i powiązania między nauką o mgławicach a uczniami można eksplorować za pomocą innych produktów opracowanych przez Learning World NASA, takich jak Przestrzeń wystawowa, wystawa wideo prezentowana obecnie w prawie 200 muzeach i planetariach w całych Stanach Zjednoczonych. Zwiedzający mogą wyjść poza wideo i eksplorować obrazy wykonane przez teleskopy kosmiczne przy użyciu interaktywnych narzędzi dostępnych obecnie w muzeach i planetariach.

Materiały NASA Learning World opierają się na pracach wspieranych przez NASA w ramach nagrody nr NNX16AC65A dla Space Telescope Science Institute, we współpracy z California Institute of Technology/IPAC w Pasadenie w Kalifornii i Centrum Astrofizyki | Harvard i Smithsonian w Cambridge w stanie Massachusetts oraz Jet Propulsion Laboratory w La Cañada Flintridge w Kalifornii.

Kosmiczny Teleskop Hubble’a, wystrzelony w 1990 roku, jest jednym z najważniejszych instrumentów w historii astronomii. Okrążając Ziemię z wysokości około 547 kilometrów, Hubble zrewolucjonizował nasze rozumienie wszechświata dzięki wyraźnemu, głębokiemu obrazowi kosmosu, niezakłóconego przez ziemską atmosferę. Przez dziesięciolecia dostarczał bezcennych danych i oszałamiających obrazów, które doprowadziły do ​​ważnych odkryć w różnych obszarach astrofizyki, w tym dotyczących tempa ekspansji Wszechświata, istnienia ciemnej materii i właściwości egzoplanet. W przeciwieństwie do teleskopów naziemnych, Teleskop Hubble’a może rejestrować obrazy o wysokiej rozdzielczości w ultrafiolecie, świetle widzialnym i bliskiej podczerwieni, zapewniając kompleksowy obraz obiektów niebieskich i zjawisk, które zmieniły wiedzę naukową i zainteresowanie opinii publicznej eksploracją kosmosu.

the Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba Teleskop Jamesa Webba, wystrzelony 25 grudnia 2021 roku, stanowi kolejny wielki krok w dziedzinie obserwatoriów kosmicznych. Teleskop Jamesa Webba, położony około 1,5 miliona kilometrów od Ziemi, został zaprojektowany do obserwacji Wszechświata przede wszystkim w widmie podczerwonym, co pozwala mu zajrzeć w przeszłość dalej niż kiedykolwiek wcześniej, poza apokalipsę. wielka eksplozja. Zdolność ta umożliwia astronomom badanie powstawania galaktyk, gwiazd i pierwszych układów planetarnych. Zaawansowany zestaw instrumentów Webba i większe zwierciadło główne niż jego poprzednik, Kosmiczny Teleskop Hubble’a, zapewniają niespotykaną dotąd rozdzielczość i czułość, dzięki czemu idealnie nadaje się do badania atmosfer egzoplanetarnych i wykrywania potencjalnych oznak życia. Unikalna lokalizacja teleskopu w drugim punkcie Lagrange’a (L2) chroni go przed światłem i ciepłem Słońca i Ziemi, zapewniając możliwość obserwacji Wszechświata przy minimalnych zakłóceniach.

NASA Universe of Learning to zintegrowany program nauczania i uczenia się astronomii, który zapewnia zasoby i wiedzę specjalistyczną, aby pomóc widzom zrozumieć wszechświat, jednocześnie łącząc ich z nauką i technologią misji astrofizycznych NASA. Dzięki współpracy między Dyrekcją Misji Naukowych NASA, Instytutem Naukowym Teleskopu Kosmicznego, IPAC/Caltech, Laboratorium Napędów Odrzutowych i Obserwatorium Astrofizycznym Smithsonian, program ten oferuje szeroką gamę materiałów, w tym wizualizacje, interaktywne symulacje i działania edukacyjne. Zasoby te mają na celu zaangażowanie uczniów w każdym wieku w proces odkryć naukowych, zainspirowanie kolejnego pokolenia astronomów i pogłębienie ogólnego zrozumienia wszechświata.