Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba jest najważniejszym na świecie obserwatorium nauk kosmicznych. Webb rozwiązuje zagadki naszego Układu Słonecznego, spoglądając na odległe światy wokół innych gwiazd i badając tajemnicze struktury i pochodzenie naszego Wszechświata. Webb to międzynarodowy program prowadzony przez NASA wraz z partnerami, ESA (Europejską Agencją Kosmiczną) i Kanadyjską Agencją Kosmiczną.

Teleskop Webba jest w stanie dostarczyć bardzo szczegółowe sceny pobliskich galaktyk w kombinacji światła bliskiej i średniej podczerwieni – a zestaw tych zdjęć został właśnie opublikowany.

Nowo opublikowane zdjęcia są częścią dużego, długoterminowego programu Physics at High Angular Resolution in Nearby GalaxieS (PHANGS), wspieranego przez ponad 150 astronomów na całym świecie. Zanim zaczął działać Webb, PHANGS był już pełen danych z obserwacji w ultrafiolecie, świetle widzialnym i promieniowaniu radiowym z Kosmicznego Teleskopu Hubble'a należącego do NASA, Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) – instrumentu zainstalowanego na należącym do ESO teleskopie głównym nr 1 Bardzo Dużego Teleskopu w Obserwatorium Paranal w Chile oraz Atacama Large Millimeter/submilimeter Array - największego na świecie interferometru radiowego zainstalowanego w chilijskich Andach na wysokości ponad 5000 m n.p.m.

Teleskop Webba dodał do tych zasobów wiele wnoszące zdjęcia w zakresie bliskiej i średniej podczerwieni.

„Nowe zdjęcia Webba są niezwykłe – powiedziała Janice Lee, badaczka zajmująca się projektem inicjatyw strategicznych w Space Telescope Science Institute w Baltimore. - Są oszałamiające nawet dla badaczy, którzy badają te same galaktyki od dziesięcioleci.”

Chodzi zwłaszcza o niezwykłą szczegółowość nowych obrazów, pozwalającą lepiej poznać cykle powstawania gwiazd.

„Mam wrażenie, że nasz zespół żyje w ciągłym stanie przytłoczenia – w pozytywny sposób – ilością szczegółów na tych zdjęciach” – dodał Thomas Williams, badacz ze stopniem doktora na Oxford University w Wielkiej Brytanii.

Kamera bliskiej podczerwieni NIRCam uchwyciła na tych zdjęciach miliony gwiazd, które mienią się niebieskimi odcieniami. Niektóre gwiazdy są rozproszone po ramionach spiralnych, inne - ciasno zbite w gromady.

Dane z instrumentu średniej podczerwieni (MIRI) uwydatniają świecący pył - pokazując, gdzie występuje on wokół gwiazd i pomiędzy nimi. Obejmują także gwiazdy, które nie są jeszcze w pełni uformowane, nadal otoczone gazem i pyłem, które napędzają ich wzrost. „To tutaj możemy znaleźć najnowsze, najbardziej masywne gwiazdy w galaktykach” – powiedział Erik Rosolowsky, profesor fizyki na Uniwersytecie Alberty w Edmonton w Kanadzie.

Astronomów zadziwiły również zdjęcia pokazujące duże, kuliste ubytki w gazie i pyle. „Mogły zostać utworzone przez jedną lub więcej gwiazd, które eksplodowały, wycinając gigantyczne dziury w materii międzygwiazdowej” – wyjaśnia Adam Leroy, profesor astronomii na Ohio State University w Columbus.

Śledząc spiralne ramiona galaktyk można znaleźć rozszerzone obszary gazu, które wydają się czerwone i pomarańczowe. „Struktury te mają tendencję do układania się w ten sam wzór w niektórych częściach galaktyk – dodał Rosolowsky. - Myślimy o nich jak o falach, a ich odstępy mówią nam wiele o tym, jak galaktyka rozprowadza swój gaz i pył”. Badanie tych struktur dostarczy kluczowych informacji na temat tego, jak galaktyki budują, utrzymują i powstrzymują powstawanie gwiazd.

Dowody wskazują, że galaktyki rosną od środka na zewnątrz – powstawanie gwiazd rozpoczyna się w jądrach galaktyk i rozprzestrzenia się wzdłuż ich ramion, spiralnie oddalając się od centrum. Im dalej gwiazda znajduje się od jądra galaktyki, tym większe jest prawdopodobieństwo, że jest młodsza. Dla kontrastu, obszary w pobliżu jąder, które wyglądają na oświetlone niebieskim światłem punktowym, to populacje starszych gwiazd.

A intensywnie różowo-czerwone jądra galaktyk? „To wyraźny znak, że może tam istnieć aktywna supermasywna czarna dziura – stwierdziła Eva Schinnerer, naukowiec z Instytutu Astronomii Maxa Plancka w Heidelbergu w Niemczech. - Albo gromady gwiazd w centrum są tak jasne, że przesyciły ten obszar zdjęcia”.

Istnieje wiele kierunków badań, które naukowcy mogą rozpocząć, korzystając z połączonych danych z PHANGS, ale bezprecedensowa liczba gwiazd odkrytych przez Webba jest doskonałym punktem wyjścia. „Gwiazdy mogą żyć miliardy, a nawet biliony lat – powiedział Leroy. - Dokładnie katalogując wszystkie typy gwiazd, możemy zbudować bardziej wiarygodny, całościowy obraz ich cykli życia”.

Oprócz zdjęć zespół PHANGS opublikował także największy jak dotąd katalog obejmujący około 100 000 gromad gwiazd. „Ilość analiz, jakie można przeprowadzić na podstawie tych obrazów, jest znacznie większa niż cokolwiek, czym byłby w stanie zająć się nasz zespół – podkreślił Rosolowsky. - Cieszymy się, że możemy wspierać społeczność, aby wszyscy badacze mogli wnieść swój wkład”.(PAP)

Nauka w Polsce, Paweł Wernicki

pmw/ bar/