Naukowcy uchwycili wczesne etapy formowania się gwiazd z danych JWST

Dzięki potężnym możliwościom Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba, zespół naukowców był w stanie po raz pierwszy zobaczyć w ich wnętrzu odległe galaktyki spiralne, aby zbadać, jak powstają i jak zmieniają się w czasie.

„Badamy 19 najbliższych analogów do naszej galaktyki. W naszej galaktyce nie możemy dokonać wielu z tych odkryć, ponieważ utknęliśmy w środku” – mówi Eric Rosulowski, profesor na Wydziale Fizyki i współpracownicy. — autor niedawnego artykułu analizującego dane z Teleskopu Jamesa Webba.

W przeciwieństwie do poprzednich instrumentów obserwacyjnych, instrument pracujący w średniej podczerwieni teleskopu może penetrować obłoki pyłu i gazu, dostarczając ważnych informacji o tym, jak powstają gwiazdy w tych galaktykach, a co za tym idzie, jak ewoluują.

„To jest światło, które ma dłuższą długość fali i reprezentuje obiekty, które są znacznie chłodniejsze niż światło, które widzimy naszymi oczami” – mówi Rosulowski.

„Światło podczerwone jest naprawdę kluczem do śledzenia zimnego, odległego wszechświata”.

Jak dotąd teleskop zebrał dane z 15 z 19 galaktyk. Rosolosky i Hamid Hassani Ph.D. Student i główny autor artykułu zbadał światło podczerwone emitowane przez ziarna pyłu na różnych długościach fal, aby pomóc sklasyfikować to, co widzą, na przykład, czy obraz przedstawia regularne gwiazdy, masywne kompleksy gwiazdotwórcze lub galaktyki tła.

przy 21 urn [the infrared wavelength used for the images collected]Jeśli spojrzysz na galaktykę, zobaczysz, że wszystkie ziarna pyłu są ogrzewane przez światło gwiazd” – wyjaśnia Al-Hassani.

Na podstawie zebranych zdjęć byli w stanie określić wiek gwiazd. Odkryli, że obserwują młode gwiazdy, które „eksplodują”.[ed] na scenie praktycznie natychmiast, znacznie szybciej niż wiele modeli by się spodziewało” – mówi Rosulowski.

Wiek tych [stellar] Populacja jest bardzo młoda. Dopiero zaczynają wytwarzać nowe gwiazdy i są bardzo aktywne w ich formowaniu” – mówi Hosny.

Naukowcy odkryli również ścisły związek między masą gwiazd w regionie a ich jasnością. „Okazało się, że to świetny sposób na znajdowanie gwiazd o dużej masie” – mówi Rosulowski.

Rosolowsky nazywa gwiazdy o dużej masie „gwiazdami rocka”, ponieważ „żyją szybko, umierają młodo i kształtują otaczającą ich galaktykę”. Wyjaśnia, że ​​podczas formowania uwalniają ogromne ilości wiatru słonecznego i pęcherzyków gazu, co zatrzymuje powstawanie gwiazd w tym konkretnym regionie, jednocześnie przesuwając galaktykę i wyzwalając powstawanie gwiazd w innych regionach.

„Odkryliśmy, że jest to naprawdę klucz do długoterminowego życia galaktyki, ten rodzaj bulgoczącej piany, ponieważ powstrzymuje galaktykę przed zbyt szybkim zużyciem paliwa” – mówi Rosulowski.

Hassani dodaje, że jest to złożony proces, w którym każda nowa formacja gwiazd odgrywa większą rolę w tym, jak galaktyka zmienia się w czasie.

„Jeśli masz formowanie się gwiazd, ta galaktyka jest nadal aktywna. Masz dużo pyłu i gazu oraz wszystkie te emisje z galaktyki, które powodują powstanie następnej generacji kolejnych masywnych gwiazd i utrzymują galaktykę przy życiu”.

Im więcej obrazów naukowcy udokumentują te procesy, tym lepiej będą mogli wywnioskować, co dzieje się w odległych galaktykach podobnych do naszej. Zamiast patrzeć dogłębnie tylko na jedną galaktykę, Rosulowski i Hassani chcą stworzyć coś, co Rosulowski nazywa „atlasem galaktyk”, robiąc zdjęcia przy użyciu jak największej liczby metod.

„Łącząc wszystkie te dane razem, tworząc ten wspaniały atlas, będziemy w stanie nakreślić, co odróżnia pojedynczą galaktykę od cech jednoczących, które składają się na galaktyki jako całość” – mówi Rosulowski.

Ich artykuł był jednym z 21 artykułów na temat wstępnych ustaleń fizyki w wysokiej rozdzielczości kątowej w ramach Near Galaxies Collaboration (PHANGS), opublikowanych w specjalnym wydaniu czasopisma Listy z dziennika astrofizycznego.