Kosmiczny Teleskop Webba ujawnia nowonarodzone gwiazdy, które wcześniej były zakryte

The Opublikowane badania W grudniowym numerze miesięcznych ogłoszeń Królewskiego Towarzystwa Astronomicznego daje on wgląd w to, co astronomowie znajdą dzięki swojej kamerze internetowej bliskiej podczerwieni. Instrument został zaprojektowany do zaglądania przez obłoki pyłu międzygwiezdnego, który wcześniej uniemożliwiał astronomom dostrzeżenie gwiezdnych żłobków, zwłaszcza tych, które produkują Gwiazdy podobne do Ziemi .

Reiter, adiunkt fizyki i astronomii oraz współautorzy z Caltech, University of Arizona, Queen Mary University of London i Royal Observatory UK w Edynburgu w Szkocji, analizują część pierwszych zdjęć Webba z kosmiczne zbocza a region formowania się gwiazd w grupie gwiazd tzw NGC3324.

„To, co daje nam Webb, jest migawką w czasie tego, jak intensywnie formuje się gwiazda w prawdopodobnie najbardziej typowym zakątku Wszechświata, którego nigdy wcześniej nie widzieliśmy” – powiedział Reiter, który kierował badaniami. .

Znajdująca się w południowym gwiazdozbiorze Kila NGC 3324 zawiera kilka dobrze znanych obszarów formowania się gwiazd, które astronomowie badali od dziesięcioleci. Wiele szczegółów tego obszaru zostało przesłoniętych przez kurz na zdjęciach z Kosmicznego Teleskopu Hubble’a i innych obserwatoriów. Kamera internetowa na podczerwień jest zbudowana, aby widzieć przez pył w takich obszarach i wykrywać strumienie gazu i pyłu, które emanują z biegunów bardzo młodych gwiazd.

Reiter i jego współpracownicy skupili swoją uwagę na części NGC 3324, gdzie wcześniej znaleziono tylko kilka młodych gwiazd. Analizując określoną długość fali podczerwieni, 4,7 mikrona, wykryli dwadzieścia nieznanych wcześniej wypływów wodoru cząsteczkowego z młodych gwiazd. Wypływy różnią się wielkością, ale wiele wydaje się pochodzić z protogwiazd, które ostatecznie staną się gwiazdami o małej masie, takimi jak Słońce Ziemi.

„Wyniki mówią wiele o tym, jak dobry jest teleskop i jak daleko mogą dotrzeć nawet najcichsze zakątki wszechświata” – powiedział Reiter.

W ciągu pierwszych 10 000 lat nowonarodzone gwiazdy zbierają materię z otaczającego je gazu i pyłu. Większość młodych gwiazd wyrzuca część tej materii z powrotem w przestrzeń kosmiczną w dżetach wystrzeliwanych w przeciwnych kierunkach niż ich bieguny. Pył i gaz gromadzą się przed odrzutowcami, torując sobie drogę przez chmury strzałkowe jak pługi śnieżne. Istotny składnik młodych gwiazd, wodór cząsteczkowy, jest wymiatany przez te dżety i można go zobaczyć na obrazach w podczerwieni Webba.

„Takie dżety są oznaką najbardziej ekscytującej części procesu formowania się gwiazd” – powiedział współautor badań, Nathan Smith z University of Arizona. „Widzimy je tylko przez krótki okres czasu, kiedy protogwiazda aktywnie się akreuje”.

Okres akrecji wczesnej formacji gwiazd był szczególnie trudny do zbadania przez astronomów, ponieważ jest tak ulotny — zwykle trwa zaledwie kilka tysięcy lat we wczesnej fazie trwającego miliony lat dzieciństwa gwiazdy.

Dżety, takie jak te wykryte w badaniu, powiedział John Morse, współautor badania z Caltech, „są widoczne tylko wtedy, gdy rozpoczynasz głębokie nurkowanie – analizując dane z każdego z różnych filtrów i analizując każdy region indywidualnie.

„To jak znalezienie zakopanego skarbu” – powiedział Morse.

Reiter powiedział, że rozmiar teleskopu Webba również odegrał rolę w odkryciu.

„To po prostu ogromne lekkie wiadro” – powiedział Reiter. „Pozwala nam to zobaczyć małe rzeczy, które moglibyśmy przeoczyć przy użyciu mniejszego teleskopu. Daje nam to również naprawdę dobrą rozdzielczość kątową. Otrzymujemy więc poziom ostrości, który pozwala nam zobaczyć stosunkowo małe obiekty, nawet w odległych obszarach.”

NASA prowadzi program Teleskopu Kosmicznego Webba we współpracy z Europejską Agencją Kosmiczną (ESA) i Kanadyjską Agencją Kosmiczną (CSA). Operacje naukowe i misje teleskopów są prowadzone przez Space Telescope Science Institute (STScI) w Baltimore.

Badania były wspierane przez NASA (NAS 5-0312, NAS 5-26555), STScI oraz Dorothy Hodgkin Fellowship z brytyjskiego Royal Society.

Artykuł recenzyjny

Nurkowanie głęboko w „kosmiczne bystrza”: wcześniej ukryte wypływy w NGC 3324 ujawnione przez JWST | Miesięczne zawiadomienia Królewskiego Towarzystwa Astronomicznego | DOI: 10.1093/mnras/stac2820

Megan Reiter, John A. Morse, Nathan Smith i Thomas J. Haworth, Michael A. Kuhn i Pamela de Classen

Pobieranie obrazów

https://news-network.rice.edu/news/files/2022/12/1215_COSMIC-f2a-lg.jpg

Podpis: Astronomowie z Rice University i innych organizacji zagłębili się w dane z tego zdjęcia w bliskiej podczerwieni, jednego z pierwszych wykonanych przez Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba NASA. Zdjęcie przedstawia obszar formowania się gwiazd w gwiazdozbiorze Kila, znany jako Kosmiczne Zbocza. Wiele nowonarodzonych gwiazd w takich regionach jest otoczonych gęstymi obłokami pyłu. Kamera internetowa na podczerwień przebiła się przez pył, umożliwiając astronomom dostrzeżenie charakterystycznych oznak 20 wcześniej nieodkrytych młodych gwiazd. (Zdjęcie dzięki uprzejmości NASA, ESA, CSA i STScI)

https://news-network.rice.edu/news/files/2022/12/1215_COSMIC-mr9Fit-lg.jpg

Podpis: Megan Reiter, astronom zajmujący się ryżem, przeprowadziła „głębokie badanie” najstarszych zdjęć z Teleskopu Kosmicznego Jamesa Webba. Poszukiwania ujawniły ślady dwudziestu młodych, wcześniej nieskatalogowanych gwiazd w gromadzie gwiazd NGC 3324 w gwiazdozbiorze Kila. (Zdjęcie: Jeff Vitlow/Rice University)

https://news-network.rice.edu/news/files/2022/12/1215_COSMIC-f2b-lg.jpg

Podpis: Materia odpływa z biegunów nowonarodzonych gwiazd w szybko poruszających się pióropuszach, które przebijają chmury mgławicy. Gaz i pył gromadzą się przed tymi wypływami, tworząc fale zwane „wstrząsami dziobowymi” w taki sam sposób, jak fale dziobowe tworzą się na krawędzi natarcia statków morskich. To sztucznie pokolorowane zdjęcie w podczerwieni wykonane przez Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba przedstawia fale uderzeniowe cząsteczkowego wodoru (kolor czerwony) wypływającego z nowonarodzonych gwiazd w obszarze gwiazdotwórczym zwanym kosmicznymi zboczami w konstelacji Południowej Cariny. (Zdjęcie dzięki uprzejmości NASA, ESA, CSA i STScI)