Yakındaki galaksilerin görüntüleri, yıldız oluşumu hakkında ipuçları sağlar.

Gezegenler, yıldızlar ve asteroitler gibi büyük gök cisimleri dışında uzayın boş olduğu popüler bir kavramdır. Aslında, galaksiler yıldızlararası ortam (ISM) denen bir şeyle, yani bu büyük nesnelerin arasındaki boşluğa nüfuz eden gaz ve tozla doludur. Daha da önemlisi, doğru koşullar altında, yeni yıldızların ISM’den oluşmasıdır.

Şimdi, California San Diego Üniversitesi’nden araştırmacılar, dünya çapındaki bir proje ekibiyle işbirliği içinde bulgularını 2019’un özel bir sayısında yayınladılar. Astrofizik Dergi Mektupları JWST Cycle 1 Hazine Programı aracılığıyla gelişmiş teleskop görüntülerini kullanarak çalışmalarına adanmıştır.

Projede yardımcı araştırmacı olan Fizik Doçenti Karin Sandstrom, “JWST ile, yıldızlararası ortamın inanılmaz derecede ayrıntılı görüntülerini sağlayan çok yüksek çözünürlükte yakındaki galaksilerin inanılmaz haritalarını yapabilirsiniz” dedi.

JWST çok uzak galaksilere bakabilse de, Sandstrom’un grubunun incelediği galaksiler yaklaşık 30 milyon ışıkyılı uzaklıkta, Hayalet Galaksi olarak bilinen galaksi de dahil olmak üzere nispeten yakındır. M74 veya NGC 628 olarak da bilinen gökbilimciler, Hayali Gökada’nın varlığını en azından 18. yüzyıldan beri biliyorlar.

Sandstrom, doktora sonrası akademisyen Jessica Sutter ve eski doktora sonrası araştırmacı Jeremy Chastenet (şimdi Ghent Üniversitesi’nde) ile birlikte, polisiklik aromatik hidrokarbonlar (PAH’lar) adı verilen ISM’nin belirli bir bileşenine odaklandı. PAH’lar, bir molekül büyüklüğündeki küçük toz parçacıklarıdır ve onları araştırmacılar için çok değerli kılan küçük boyutlarıdır.

PAH’lar bir yıldızdan bir foton emdiklerinde titreşirler ve orta kızılötesi elektromanyetik spektrumda tespit edilebilen emisyon özellikleri üretirler; bu, ISM’den gelen daha büyük toz taneciklerinde genellikle olmayan bir şeydir. PAH’ların titreşimsel özellikleri, araştırmacıların boyut, iyonizasyon ve yapı dahil olmak üzere birçok önemli özelliği gözlemlemelerine olanak tanır.

Bu, Sandstrom’un yüksek lisans okulundan beri ilgilendiği bir şey. “Spitzer Uzay Teleskobu orta kızılötesine baktı ve bunu doktora tezimde kullandım. Spitzer emekli olduğundan beri orta kızılötesi spektruma pek erişimimiz olmadı, ancak JWST inanılmaz,” dedi. belirtilmiş. “Spitzer’in 0,8 metrelik bir aynası vardı; JWST’nin aynası 6,5 metre. Kocaman bir teleskop ve harika aletleri var. Bunu çok uzun zamandır bekliyordum.”

PAH’lar kütle olarak genel ISM’nin büyük bir kısmını oluşturmasalar da önemlidirler çünkü kolayca iyonlaşırlar – ISM’deki gazın geri kalanını ısıtan fotoelektronları üretebilen bir süreç. PAH’ların daha iyi anlaşılması, ISM’nin fiziğinin ve nasıl çalıştığının daha iyi anlaşılmasına yol açacaktır. Astrofizikçiler, JWST’nin PAH’ların nasıl oluştuğuna, nasıl değiştiklerine ve nasıl yok edildiklerine dair bir görüş sağlayabileceğinden umutlu.

PAH’lar ISM boyunca eşit bir şekilde dağıldığından, araştırmacıların yalnızca PAH’ları değil, etraflarındaki her şeyi de görmelerini sağlar. Spitzer tarafından çekilenler gibi önceki haritalar çok daha az ayrıntı içeriyordu; esasen galaktik damlalara benziyorlardı. JWST’nin sağladığı netlikle, astrofizikçiler artık yoğun radyasyon alanları ve sonuçta ortaya çıkan süpernova ile etraflarındaki gaz bulutlarını buharlaştıran yeni oluşan yıldızlar tarafından üflenen gaz liflerini ve hatta “kabarcıkları” görebilirler.

JWST’de gözlem süresi elde etmek için Döngü 1 Hazine Programı ekibinin, maruz kalma uzunluğu ve filtreler gibi ayrıntıları içeren gözlemler tasarlaması gerekiyordu. Gönderimleri kabul edildikten sonra, JWST’nin bilim ve görev operasyonlarından sorumlu olan Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü verileri yakalar ve işler. Bu program toplamda 19 galaksiden veri içermektedir.

1. Döngü Hazine Programı, PHANGS (Yakın Galaksilerde Yüksek Açısal Çözünürlükte Fizik) adlı daha büyük bir projenin parçasıdır. PHANGS, her ikisi de Şili’de bulunan Atacama Büyük Milimetre Dizisinden (ALMA) ve Çok Büyük Teleskoptan alınan çok dalga boylu görüntüleri kullanarak yıldız oluşumunu ve ISM’yi inceler. Bununla birlikte, yıldız oluşumunun meydana geldiği yoğun bulutlar çok fazla toz içerdiğinden, optik ışığın içeri girip içeride neler olduğunu görmesi zordur. Orta kızılötesi spektrumun kullanılması, araştırmacıların yüksek çözünürlüklü, ayrıntılı görüntüler elde etmek için aynı tozu ve parlak emisyonunu kullanmalarına olanak tanır.

“En çok heyecanlandığım şeylerden biri, artık ISM’nin bu yüksek çözünürlüklü izleyicisine sahip olduğumuza göre, yıldız için daha yoğun ve moleküler hale gelmesi gereken dağınık gazın yapısı da dahil olmak üzere her türlü şeyi haritalandırabiliyoruz. oluşumu meydana gelecek” dedi Sandstrom. “Süpernova patlamaları gibi çok sayıda “geri bildirimin” olduğu yeni oluşan yıldızları çevreleyen gazı da haritalandırabiliriz. ISM’nin tüm döngüsünü çok ayrıntılı olarak gerçekten görüyoruz. galaksi yıldızları oluşturacak.”