NASA’nın Webb Uzay Teleskobu Tarafından Ortaya Çıkan Yakın Galaksilerdeki Karmaşık Gaz ve Toz Ağları Gökbilimcileri Şaşırttı

Genç yıldızların galaksi evrimi üzerindeki etkisi PHANGS programı ile araştırıldı

“Ufak bir meşe palamudundan ulu meşe yetişir.” Bu sadece Dünya’da değil, güneş sistemimizde ve ötesinde doğrudur. Bireysel yıldızların ve yıldız kümelerinin bir galaksinin genel yapısını şekillendirebildiği galaktik ölçekte bile. Bilim adamları diyor ki NASA‘S James Webb Uzay Teleskobu bu fenomenleri incelemek için mükemmel bir şekilde hazırlanmıştır ve ilk veriler hayret verici astronomlardır.

Webb’in Orta Kızılötesi Enstrümanından alınan yeni görüntüler, genç, yeni oluşan yıldızların yakındaki galaksilerin gaz ve toz yapısını nasıl etkilediğine ve dolayısıyla zaman içinde nasıl geliştiklerine dair daha önce hiç görülmemiş ayrıntıları ortaya koyuyor. Bir zamanlar görünür ışıkta loş ve karanlık görünen galaksi bölgeleri, şimdi Webb’in kızılötesi gözünün altında, parıldayan oyuklar ve devasa gaz ve toz kabarcıklarıdır.

NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu tarafından çekilen bu görüntü, Yakın Galaksilerde Yüksek Açısal Çözünürlükte Fizik (PHANGS) işbirliği ile çalışma için hedeflenen toplam 19 galaksiden birini gösteriyor. Yakındaki çubuklu sarmal gökada NGC 1433, Webb’in Orta Kızılötesi Aracı (MIRI) tarafından gözlemlendiğinde tamamen yeni bir görünüme kavuşuyor.
NGC 1433’ün sarmal kolları, enerji salan ve bazı durumlarda yıldızlararası ortamın gazını ve tozunu dışarı atan son derece genç yıldızların kanıtlarıyla doludur. Optik görüntülemede karanlık ve sönük görünen alanlar, Webb’in kızılötesi gözünün altında aydınlanır. Bunun nedeni, yıldızlararası ortamdaki toz ve gaz kümelerinin, oluşan yıldızlardan gelen ışığı emip kızılötesinde geri yaymasıdır.
Webb’in NGC 1433 görüntüsü, yıldız oluşumuyla ilişkili dinamik süreçlerin tüm bir galaksinin daha büyük yapısını nasıl etkilediğinin güçlü bir göstergesidir.
Galaksinin merkezinde, benzersiz bir çift halka yapısına sahip sıkı ve parlak bir çekirdek, Webb’in olağanüstü çözünürlüğüyle zarif ayrıntılarla parlıyor. Bu durumda, bu “çift halka” aslında galaksinin çubuğu boyunca oval bir şekle dolanan sıkıca sarılmış sarmal kollardır.
NGC 1433, tipik olarak Dünya’ya nispeten yakın olan ve merkezinde yüksek oranda malzeme yiyen süper kütleli bir kara deliğe sahip bir Seyfert gökadasıdır. NGC 1433’ün MIRI görüntüsündeki parlaklık ve toz olmaması, yakın zamanda başka bir galaksiyle çarpışmaya işaret edebilir.
NGC 1433, Horologium takımyıldızında Dünya’dan 46 milyon yıl uzakta yer alır.
Kredi: Bilim: NASA, ESA, CSA, Janice Lee (NOIRLab), Görüntü İşleme: Alyssa Pagan (STScI)

Webb Uzay Teleskobu, Yakındaki Galaksilerdeki Karmaşık Gaz ve Toz Ağlarını Ortaya Çıkarıyor

NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu’nu kullanan araştırmacılar, kızılötesi dalga boylarında benzeri görülmemiş bir çözünürlükle yakın galaksilerdeki yıldız oluşumuna, gaza ve toza ilk kez bakıyorlar. Veriler, evrenimizdeki en küçük ölçekli süreçlerden bazılarının – yıldız oluşumunun başlangıcı – evrenimizdeki en büyük nesnelerin evrimini nasıl etkilediğine dair yeni bilgiler sağlayan 21 araştırma makalesinden oluşan bir ilk derlemeyi mümkün kıldı: galaksiler.

Webb’in bilim operasyonlarının ilk yılındaki en büyük yakın galaksi araştırması, dünyanın dört bir yanından 100’den fazla araştırmacının dahil olduğu, Yakın Galaksilerde Yüksek Açısal Çözünürlükte Fizik (PHANGS) işbirliğiyle gerçekleştiriliyor. Webb gözlemleri, Ulusal Bilim Vakfı’ndaki Gemini Gözlemevi baş bilim adamı Janice Lee tarafından yönetiliyor. NOIRLab ve Tucson’daki Arizona Üniversitesi’nde bağlı astronom.

Ekip, 19 sarmal gökadanın çeşitli örneklerini inceliyor ve Webb’in bilim operasyonlarının ilk birkaç ayında, bu hedeflerden beşinin (M74, NGC 7496, IC 5332, NGC 1365 ve NGC 1433) gözlemleri gerçekleşti. Sonuçlar şimdiden astronomları hayrete düşürüyor.

Burada Webb’in Orta Kızılötesi Cihazı (MIRI) tarafından gözlemlenen NGC 1365, Yakın Galaksilerde Yüksek Açısal Çözünürlükte Fizik (PHANGS) işbirliğiyle çalışma için hedeflenen toplam 19 galaksiden biridir.
NGC 1365’in MIRI gözlemlerinde, yıldızlararası ortamdaki toz ve gaz yığınları, oluşan yıldızlardan gelen ışığı emdi ve onu kızılötesinde geri yayarak, enerji salan genç yıldızlar tarafından oluşturulan kavernöz kabarcıklar ve ipliksi kabuklardan oluşan karmaşık bir ağı aydınlattı. galaksinin sarmal kollarına.
Webb’in mükemmel çözünürlüğü ayrıca çekirdekten çok uzak olmayan birkaç son derece parlak yıldız kümesini ve çubuğun sarmal kollara bağlanan dış kenarları boyunca yeni gözlemlenen, yakın zamanda oluşmuş kümeleri de yakalar; bu bölgedeki yoğun toz nedeniyle yalnızca Webb ile görülebilir. .
Ek olarak, Webb görüntüleri, yıldızların ve gazın yörüngelerinin oluştukları yere bağlı olarak nasıl değiştiğine ve bunun iç yıldız oluşum halkasının dışındaki daha eski kümelerin nüfusuna nasıl yol açtığına dair içgörü sağlar.
NGC 1365, Ocak takımyıldızında Dünya’dan yaklaşık 56 milyon ışıkyılı uzaklıkta yer alan çift çubuklu sarmal bir gökadadır. Şu anda gökbilimciler tarafından bilinen en büyük gökadalardan biridir ve Samanyolu’nun iki katı uzunluğundadır.
Kredi: Bilim: NASA, ESA, CSA, Janice Lee (NOIRLab), Görüntü İşleme: Alyssa Pagan (STScI)

Maryland, Baltimore’daki Johns Hopkins Üniversitesi’nden ekip üyesi David Thilker, “İnce yapıyı gördüğümüz netlik bizi kesinlikle şaşırttı” dedi.

Kanada Alberta Üniversitesi’nden ekip üyesi Erik Rosolowsky, “Genç yıldızların oluşumundan kaynaklanan enerjinin etraflarındaki gazı nasıl etkilediğini doğrudan görüyoruz ve bu olağanüstü bir şey” dedi.

Webb’in Orta Kızılötesi Enstrümanından (MIRI) elde edilen görüntüler, bu galaksiler içinde yüksek düzeyde yapılandırılmış özelliklerden oluşan bir ağın varlığını ortaya koyuyor – parlak toz boşlukları ve sarmal kolları sıralayan büyük kavernöz gaz kabarcıkları. Gözlemlenen yakın galaksilerin bazı bölgelerinde, bu özellikler ağı, genç yıldızların enerji saldığı hem bireysel hem de üst üste binen kabuklardan ve baloncuklardan yapılmış gibi görünüyor.

“Hubble görüntülemede tamamen karanlık olan alanlar, bu yeni kızılötesi görüntülerde mükemmel ayrıntılarla aydınlanıyor ve yıldızlararası ortamdaki tozun, oluşan yıldızlardan gelen ışığı nasıl emdiğini ve onu kızılötesi olarak geri yayarak karmaşık bir alanı aydınlattığını incelememize olanak tanıyor.” San Diego’daki California Üniversitesi’nden ekip üyesi Karin Sandstrom, gaz ve toz ağı.

Physics at High Angular Resolution in Nearby Galaxies (PHANGS) işbirliğiyle çalışmak üzere hedeflenen toplam 19 gökadadan biri olan NGC 7496’nın sarmal kolları, Webb’in Orta Kızılötesi’nden alınan bu görüntüde birbiriyle örtüşen kavernöz kabarcıklar ve kabuklarla dolu. Enstrüman (MIRI). Bu iplikçikler ve içi boş oyuklar, genç yıldızların enerji saldığının ve bazı durumlarda onları çevreleyen yıldızlararası ortamın gazını ve tozunu dışarı üflediğinin kanıtıdır.
Webb’in kızılötesi dalga boylarındaki yüksek çözünürlüğü ortaya çıkana kadar, NGC 7496 gibi yakın gökadalardaki yaşam döngüsünün en erken noktasındaki yıldızlar gaz ve toz tarafından örtülmüştü. Webb’in özel dalga boyu kapsamı, yıldızların ve gezegenlerin oluşumunda kritik bir rol oynayan polisiklik aromatik hidrokarbonlar adı verilen karmaşık organik moleküllerin saptanmasına olanak tanır. Webb’in MIRI görüntüsünde, bunlar çoğunlukla sarmal kollardaki ana toz şeritlerinde bulunur.
Bilim adamları, Webb’den gelen yeni verileri analiz ederken, NGC 7496’da yaklaşık 60 yeni gömülü küme adayı belirleyebildiler. Bu yeni tanımlanan kümeler, tüm galaksideki en genç yıldızlar arasında olabilir.
Bir çubuklu sarmal gökada olan NGC 7496’nın merkezinde aktif bir gökada çekirdeği (AGN) bulunur. AGN, jetler ve rüzgarlar yayan aktif bir süper kütleli karadeliğe atıfta bulunmanın başka bir yoludur. Bu, Webb görüntüsünün merkezinde oldukça parlak bir şekilde parlıyor. Ek olarak, Webb’in aşırı hassasiyeti, bazı durumlarda yeşil veya kırmızı görünen çeşitli arka plan galaksilerini de algılar.
NGC 7496, Grus takımyıldızında Dünya’dan 24 milyon ışıkyılı uzaklıkta yer almaktadır.
Kredi: Bilim: NASA, ESA, CSA, Janice Lee (NOIRLab), Görüntü İşleme: Joseph DePasquale (STScI)

Bu yapıları incelemek için gereken yüksek çözünürlüklü görüntüleme, uzun süredir astronomların gözünden kaçıyordu – ta ki Webb devreye girene kadar.

“PHANGS ekibi, NASA’nın teknolojisini kullanarak bu galaksileri optik, radyo ve ultraviyole dalga boylarında gözlemlemek için yıllarını harcadı. Hubble uzay teleskobuAtacama Büyük Milimetre/Milimetre-altı Dizisi ve Çok Büyük TeleskopOhio Eyalet Üniversitesi’nden ekip üyesi Adam Leroy, “Multi Unit Spectroscopic Explorer,” diye ekledi. “Ancak, bir yıldızın yaşam döngüsünün en erken aşamaları, süreç gaz ve toz bulutları içinde örtüldüğü için görüş alanı dışında kaldı.”

Webb’in güçlü kızılötesi yetenekleri, eksik yapboz parçalarını birleştirmek için tozu delip geçebilir.

Örneğin, MIRI (7,7 ve 11,3 mikron) ve Webb’in Yakın Kızılötesi Kamerası (3,3 mikron) tarafından gözlemlenebilen belirli dalga boyları, yıldızların ve gezegenlerin oluşumunda kritik bir rol oynayan polisiklik aromatik hidrokarbonların emisyonuna karşı hassastır. Bu moleküller, PHANGS programı tarafından yapılan ilk gözlemlerde Webb tarafından tespit edildi.

Bu etkileşimleri en iyi ölçekte incelemek, galaksilerin zaman içinde nasıl evrimleştiğine dair daha büyük resme ilişkin içgörüler sağlamaya yardımcı olabilir.

Almanya’nın Heidelberg kentindeki Max Planck Astronomi Enstitüsü’nden Eva Schinnerer, “Bu gözlemler bir hazine programı adı verilen programın bir parçası olarak alındığı için, Dünya’da gözlemlendikleri ve alındıkları şekliyle halka açık.” dedi. PHANGS işbirliği.

PHANGS ekibi, daha geniş astronomik topluluk tarafından keşfi hızlandırmaya yardımcı olmak için Webb’in verilerini daha önce diğer gözlemevlerinden elde edilen tamamlayıcı veri kümelerinin her birine hizalayan veri kümeleri oluşturmak ve yayınlamak için çalışacak.

Lee, “Teleskopun çözünürlüğü sayesinde, ilk kez yıldız oluşumunun tam bir sayımını gerçekleştirebiliyor ve Yerel Grubun ötesindeki yakın gökadalardaki yıldızlararası orta kabarcık yapılarının envanterini çıkarabiliyoruz” dedi. “Bu nüfus sayımı, yıldız oluşumunun ve geri bildiriminin yıldızlararası ortama nasıl damgasını vurduğunu, ardından yeni nesil yıldızlara nasıl yol açtığını veya yeni nesil yıldızların oluşmasını nasıl engellediğini anlamamıza yardımcı olacak.”

PHANGS ekibi tarafından yapılan araştırma, General Observer programı 2107’nin bir parçası olarak yürütülüyor. Ekibin 21 ayrı çalışmadan oluşan ilk bulguları yakın zamanda bir dergide yayınlandı. özel odak sorunu Astrofizik Dergi Mektupları.

James Webb Uzay Teleskobu, dünyanın önde gelen uzay bilimi gözlemevidir. Webb, güneş sistemimizdeki gizemleri çözecek, diğer yıldızların etrafındaki uzak dünyaların ötesine bakacak ve evrenimizin gizemli yapılarını ve kökenlerini ve içindeki yerimizi araştıracak. Webb, ortakları ESA (Avrupa Uzay Ajansı) ve CSA (Kanada Uzay Ajansı) ile NASA tarafından yürütülen uluslararası bir programdır.