Zachytenie všetkého, čo žiari v galaxiách

Medzinárodný výskumný tím bude skúmať hviezdy, hviezdokopy a prach v 19 blízkych galaxiách.

Aby ste pochopili galaxie, musíte pochopiť, ako sa tvoria hviezdy. Viac ako 100 výskumníkov z celého sveta spolupracovalo, aby spojili pozorovania špirálových galaxií nasnímané najvýkonnejšími rádiovými, viditeľnými a ultrafialovými teleskopmi na svete – a čoskoro pridajú celý rad infračervených snímok s vysokým rozlíšením. NASA‚s Vesmírny teleskop Jamesa Webba, S týmto bezprecedentným súborom údajov budú astronómovia schopní študovať hviezdy, keď sa začnú formovať v tmavých, prašných plynových oblakoch, ktoré vznikajú, keď malé hviezdy odfúknu tento plyn a prach, a budú môcť identifikovať zrelšie hviezdy, ktoré obsahujú vrstvy plynu a prachu. – to všetko po prvý raz v rôznorodom súbore špirálových galaxií.

Táto snímka špirálovej galaxie NGC 3351 kombinuje pozorovania z niekoľkých observatórií, aby odhalila podrobnosti o jej hviezdach a plyne. Rádiové pozorovania z Atacama Large Millimeter/submilimeter Array (ALMA) ukazujú hustý molekulárny plyn v purpurovej farbe. Prístroj Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) ďalekohľadu Very Large Telescope ukazuje, kde mladé masívne hviezdy osvetľujú svoje okolie v červenej farbe. Snímky z Hubbleovho vesmírneho teleskopu zvýrazňujú prachové pásy v bielej farbe a novovzniknuté hviezdy v modrej farbe. Infračervené snímky s vysokým rozlíšením z Webbovho vesmírneho teleskopu pomôžu výskumníkom identifikovať, kde sa za prachom tvoria hviezdy, a študovať počiatočné štádiá tvorby hviezd v tejto galaxii. Poďakovanie: Veda: NASA, ESA, ESO-Chile, ALMA, NAOJ, NRAO; Spracovanie obrazu: Joseph de Pascal (STScI)

Špirály sú jedny z najpútavejších postáv vo vesmíre. Objavujú sa v zložitých lastúrach, starostlivo zostavených pavučinách a dokonca aj v kučerách morských vĺn. Špirály na kozmických mierkach – ako ich vidno v galaxiách – sú o to príťažlivejšie nielen pre svoju krásu, ale aj pre obrovské množstvo informácií, ktoré obsahujú. Ako vznikajú hviezdy a hviezdokopy? Donedávna by bol úplný sever neprístupný, blokovaný plynom a prachom. Počas prvého roku prevádzky pomôže vesmírny teleskop Jamesa Webba výskumníkom dokončiť podrobnejší náčrt životného cyklu hviezd pomocou snímok 19 galaxií s vysokým rozlíšením v infračervenom svetle.

Ďalekohľad poskytne aj niekoľko dôležitých „kúskov puzzle“, ktoré doteraz chýbali. „JWST sa dotýka mnohých rôznych fáz hviezdneho životného cyklu – všetko v obrovskom rozlíšení,“ povedala Janice Lee, hlavná vedkyňa Gemini Observatory v NOIRLab Národnej vedeckej nadácie v Tucsone, Arizona. „Webb odhalí tvorbu hviezd v jej raných štádiách, práve v čase, keď plyn kolabuje za vzniku hviezd a zahrieva okolitý prach.“

Leeho sprevádzajú David Thilker z Johns Hopkins University v Baltimore, Maryland, Katherine Krekel z Heidelbergskej univerzity v Nemecku a ďalších 40 členov prieskumného programu s viacerými vlnovými dĺžkami známeho ako PHANGS (Physics at High Angular Resolution in Near Galaxy). Jeho poslanie? Nielen na odhalenie tajomstiev formovania hviezd pomocou Webbových infračervených snímok s vysokým rozlíšením, ale aj na zdieľanie súborov údajov s celou astronomickou komunitou s cieľom urýchliť objav.

rytmus tvorby hviezd

PHANGS je niečo nové, pretože spojilo viac ako 100 medzinárodných odborníkov, aby študovali tvorbu hviezd od začiatku do konca. Zameriavajú sa na galaxie, ktoré možno zo Zeme vidieť zoči-voči a ktoré sú v priemere vzdialené 50 miliónov svetelných rokov. Atacama Large Millimeter/submilimeter Array začína významnú spoluprácu s mikrovlnnými snímkami 90 galaxií (alma) v Čile. Astronómovia používajú tieto údaje na vytváranie máp molekulárnych plynov na štúdium surovín na tvorbu hviezd. Raz veľmi veľký ďalekohľadMulti Unit Spectroscopic Explorer (Saraswati) Prístroj, tiež v Čile, sa dostal online a získal údaje známe ako spektrá na štúdium neskorších štádií formovania hviezd 19 galaxií, konkrétne odstraňovanie okolitého plynu a prachu hviezdokopami. vesmírne Hubblov vesmírny teleskop poskytla pozorovania 38 galaxií vo viditeľnom a ultrafialovom svetle s cieľom spojiť snímky jednotlivých hviezd a hviezdokôp s vysokým rozlíšením.

Tento obrázok špirálovej galaxie NGC 1300 kombinuje niekoľko pozorovaní na mapovanie hviezdnej populácie a plynu. Rádiové svetlo, ako ho vidí Atacama Large Millimeter/submilimeter Array (ALMA), znázornené žltou farbou, osvetľuje oblaky studeného molekulárneho plynu, ktorý poskytuje surovinu, z ktorej sa tvoria hviezdy. Údaje z prístroja MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) od Very Large Telescope, znázornené červenou a purpurovou farbou, zachytávajú účinky mladých masívnych hviezd na plyn okolo nich. Viditeľné a ultrafialové svetlo zachytené Hubbleovým vesmírnym teleskopom osvetľuje prachové pásy zlatou farbou a veľmi mladé horúce hviezdy modrou farbou. Infračervené snímky s vysokým rozlíšením z Webbovho vesmírneho teleskopu pomôžu výskumníkom identifikovať, kde sa za prachom tvoria hviezdy, a študovať počiatočné štádiá tvorby hviezd v tejto galaxii.
Poďakovanie: Veda: NASA, ESA, ESO-Chile, ALMA, NAOJ, NRAO; Spracovanie obrazu: Elisa Pagan (STScI)

Chýbajúce prvky, ktoré vyplnia Webba, sú prevažne v oblastiach galaxií, ktoré sú pokryté prachom – v oblastiach, kde sa začínajú aktívne formovať hviezdy. „Jasne uvidíme hviezdokopy v srdciach týchto hustých molekulárnych oblakov, o ktorých sme predtým mali len nepriame dôkazy,“ povedal Thilker. „Webb nám umožňuje nahliadnuť do týchto „tovární na hviezdy“, aby sme videli čerstvo zostavené hviezdokopy a zmerali ich vlastnosti predtým, ako sa vyvinuli.“

Nové údaje tiež pomôžu tímu určiť vek hviezdnych populácií v rozmanitej vzorke galaxií, čo pomôže výskumníkom vytvoriť presnejšie štatistické modely. „Vždy dávame kontext malého rozsahu do veľkého obrazu galaxií,“ vysvetlil Krekel. „S Webbom budeme sledovať evolučnú sekvenciu hviezd a hviezdnych zhlukov každej galaxie.“

Ďalšia dôležitá odpoveď, ktorú hľadajú, sa týka prachu okolo hviezdy v medzihviezdnom médiu. Webb im pomôže určiť, ktoré oblasti plynu a prachu sú spojené so špecifickými oblasťami tvorby hviezd a ktoré sú voľne plávajúcim medzihviezdnym materiálom. „Nedalo sa to urobiť skôr, mimo najbližších galaxií. Bolo by to transformačné,“ povedal Thilkar.

Tím tiež pracuje na pochopení načasovania cyklu tvorby hviezd. „Časové plány sú dôležité v astronómii a fyzike,“ povedal Lee. „Ako dlho trvá každá fáza formovania hviezd? Ako sa môžu tieto časové škály líšiť v rôznych prostrediach Mliečnej dráhy? Chceme zmerať, kedy sa tieto hviezdy uvoľnia zo svojich oblakov plynu, aby sme pochopili, čo sa deje.“ Ako je prerušená tvorba hviezd. „

veda pre všetkých

Tieto webové komentáre budú brané ako súčasť programu Treasury, čo znamená, že sú nielen okamžite dostupné verejnosti, ale budú mať aj širokú a trvalú vedeckú hodnotu. Tím bude pracovať na vytvorení a zverejnení súborov údajov, ktoré zosúladia Webbove údaje s každým z doplnkových súborov údajov z ALMA, MUSE a Hubble, čo budúcim výskumníkom umožní ľahšie oddeliť každú galaxiu a ich hviezdne populácie a identifikovať rôzne tvary vĺn. Umožnenie vlnovej dĺžky zapínať a vypínať – a zväčšovať – jednotlivé pixely obrázkov. Poskytnú zoznam rôznych štádií cyklu tvorby hviezd, vrátane oblastí tvorby hviezd, mladých hviezd, hviezdokôp a vlastností lokálneho prachu.

Výskum sa uskutoční v rámci programov Webb’s General Observer (GO), ktoré sú konkurenčne vyberané pomocou duálneho anonymného kontrolného systému, rovnakého systému, aký sa používa na prideľovanie času na Hubblovom vesmírnom teleskope.

Vesmírny teleskop Jamesa Webba je popredné svetové observatórium vesmírnej vedy. Webb vyrieši záhady našej slnečnej sústavy, pozrie sa do vzdialených svetov okolo iných hviezd a bude skúmať tajomné štruktúry a pôvod nášho vesmíru a naše miesto v ňom. Webb je medzinárodný program, ktorý vedie NASA so svojimi partnermi, ESA (Európska vesmírna agentúra) a Kanadská vesmírna agentúra.