Телескоп Webb  виявив мережі газу та пилу в сусідніх галактиках

Дослідники за допомогою космічного телескопа Джеймса Вебба NASA вперше бачать утворення зірок, газ і пил у сусідніх галактиках із безпрецедентною роздільною здатністю в інфрачервоному діапазоні. Ці дані дозволили створити початкову колекцію з 21 дослідницької статті, яка дає нове розуміння того, як деякі з найменших за масштабом процесів у нашому Всесвіті – початок утворення зірок – впливають на еволюцію найбільших об’єктів у нашому космосі: галактик.

Найбільше дослідження найближчих галактик за перший рік наукової діяльності Вебба виконується співробітництвом Physics at High Angular resolution in Nearby Galaxies (PHANGS), за участю понад 100 дослідників з усього світу. Спостереження Вебба очолює Дженіс Лі, головний науковий співробітник обсерваторії Геміні в NOIRLab Національного наукового фонду та афілійований астроном Університету Аризони в Тусоні.

Команда вивчає різноманітну вибірку з 19 спіральних галактик, і протягом перших кількох місяців наукових операцій Вебба було проведено спостереження за п’ятьма з цих цілей – M74, NGC 7496, IC 5332, NGC 1365 і NGC 1433. Результати вже вразили астрономів.

«Ясність, з якою ми бачимо тонку структуру, безумовно, застала нас зненацька», — сказав член команди Девід Тілкер з Університету Джона Хопкінса в Балтіморі, штат Мериленд. «Ми безпосередньо бачимо, як енергія від утворення молодих зірок впливає на газ навколо них, і це просто чудово», — сказав член групи Ерік Росоловскі з Університету Альберти, Канада.

Зображення, отримані з приладу середнього інфрачервоного діапазону Вебба (MIRI), показують наявність мережі високоструктурованих елементів у цих галактиках – сяючих порожнин пилу та величезних кавернозних бульбашок газу, які вистилають спіральні рукави. У деяких регіонах найближчих галактик, які спостерігаються, ця мережа елементів складається як з окремих, так і з накладених один на одного оболонок і бульбашок, де молоді зірки виділяють енергію.

«Області, які повністю темні на зображеннях Хаббла, висвітлюються з надзвичайною деталізацією на цих нових інфрачервоних зображеннях, дозволяючи нам вивчити, як пил у міжзоряному середовищі поглинає світло від зірок, що утворюються, і випромінює його назад в інфрачервоному діапазоні, освітлюючи складну мережу газу та пилу», – сказала член команди Карін Сендстром з Каліфорнійського університету в Сан-Дієго.

Під час аналізу нових даних Вебба вчені змогли ідентифікувати майже 60 нових скупчень-кандидатів у NGC 7496. Ці нещодавно ідентифіковані скупчення можуть бути одними з наймолодших зірок у всій галактиці.

У центрі NGC 7496, спіральної галактики з перемичками, знаходиться активне галактичне ядро ​​(AGN). AGN — ще один спосіб позначити активну надмасивну чорну діру, яка випускає струмені та вітри. Він досить яскраво світиться в центрі зображення Вебба. Крім того, надзвичайна чутливість Вебба також вловлює різні фонові галактики, які в деяких випадках виглядають зеленими або червоними.

«Команда PHANGS провела роки, спостерігаючи за цими галактиками в оптичному, радіо- та ультрафіолетовому випромінюванні за допомогою космічного телескопа Хаббла NASA, великого міліметрового/субміліметрового масиву Атакама та багатоблокового спектроскопічного дослідника Дуже великого телескопа », — додав член команди Адам Лерой. Університету штату Огайо. «Але найперші етапи життєвого циклу зірки залишаються поза увагою, тому що процес оповитий хмарами газу та пилу».

Потужні інфрачервоні можливості Вебба можуть пробити пил, щоб з’єднати відсутні частини головоломки.

Наприклад, конкретні довжини хвиль, які спостерігаються за допомогою MIRI (7,7 і 11,3 мікрона) і ближньої інфрачервоної камери Вебба (3,3 мікрона), чутливі до випромінювання поліциклічних ароматичних вуглеводнів, які відіграють вирішальну роль у формуванні зірок і планет. Ці молекули були виявлені Веббом у перших спостереженнях за програмою PHANGS. Вивчення цих взаємодій у найтоншому масштабі може допомогти зрозуміти ширшу картину того, як галактики еволюціонували з часом.