Куди б не дивився JWST у космосі, матерія та енергія взаємодіють у вражаючих дисплеях. Webb розкриває більше деталей у цих взаємодіях, ніж будь-який інший телескоп, оскільки він може бачити крізь щільний газ і пил, які маскують багато об’єктів. На новому зображенні JWST бачить молоду протозірку, якій лише 100 000 років.
Зірка називається L1527, і в такому молодому віці вона все ще перебуває в молекулярній хмарі, яка її породила. Це одна з причин, чому NASA створило JWST (за допомогою ESA та CSA). Телескоп може бачити крізь пил і газ, щоб виявити найперші стадії утворення зірок.
Це зображення було зроблено за допомогою інструменту середнього інфрачервоного діапазону MIRI. Молода протозірка знаходиться в центрі всього цього, і вона все ще росте. Він накопичує масу з протопланетного диска, який його оточує. Диск — це крихітна темна горизонтальна лінія в центрі зображення.
Протозірка не є зіркою головної послідовності, тому вона не зазнає термоядерного синтезу, як Сонце. У його ядрі може бути невелика кількість синтезу дейтерію, але він генерує енергію іншим способом.
Коли сила тяжіння зірки наближає матеріал, він стискається та нагрівається. Більше енергії надходить від ударних хвиль, створених надходженням матеріалу, який стикається з існуючим газом. Це енергія, яка освітлює зірку та її оточення всередині гігантської молекулярної хмари, яка її породила.
Коли молоді протозірки накопичують масу, вони створюють потужні магнітні поля. У поєднанні з обертанням зірки ці поля відганяють матерію від зірки.
Отже, коли протозірка набуває маси, вона також викидає її частину назад у космос у вражаючих струменях у формі пісочного годинника, які вилітають із полюсів зірки. Ці струмені створюють видимі головні поштовхи в матерії навколо зірки, яка є ниткоподібними структурами.
У середовищі зірки є поліциклічні ароматичні вуглеводні (ПАВ). Це органічні сполуки, поширені у всьому Всесвіті, які могли сприяти появі життя. Вони світяться синім кольором на зображенні, в тому числі в ниткоподібних структурах.
Червона область у центрі — це товстий шар газу та пилу, що оточує молоду зірку, освітлений енергією зірки. Біла область між червоним і синім – це суміш матеріалів. Тут є більше ПАУ, а також іонізованих газів, таких як неон та інші вуглеводні. Це не перший раз, коли JWST перевіряє L1527. У 2022 році він спостерігав за протозіркою за допомогою камери ближнього інфрачервоного діапазону (NIRCam).
З часом потужні потоки протозірки очистять її оточення від значної частини газу та пилу, хоча вона все ще матиме протопланетний диск. Згодом зірка стане зіркою головної послідовності, яку легко побачити без газопилової завіси. До того часу планетна система зірки буде формуватися.
Є питання про утворення протозірок без відповіді, і однією з головних наукових цілей JWST є утворення зірок. Наприклад, астрофізики точно не знають, як і коли запускається термоядерний синтез, і протозірка стає зіркою головної послідовності.
Хоча астрономи знають, що навколо протозірок існують потужні магнітні поля, вони не знають точно, як вони утворюються і яку роль вони відіграють у колапсі та обертанні зірки. JWST досяг певного прогресу в цьому питанні. Нещодавно було підтверджено, що струмені від молодих зірок вирівнюються через обертання зірки та магнітні поля, що підтверджується теорією, але досі не підтверджено спостереженнями.
Існують також невизначеності щодо того, як утворюються подвійні зірки. Чи утворюються вони, так само як поодинокі зірки? Чому так багато подвійних зірок? Точна природа подій, які викликають утворення зірок, також невідома. Ударні хвилі від наднових можуть спровокувати народження зірок, але як бути в інших випадках? Справа лише в щільності?
Відповіді на ці запитання будуть поетапними. Завдяки своїй здатності бачити більше деталей у молодих зірках і хмарах закрученого газу та пилу, які їх огортають, JWST прогресує по одному зображенню за раз.