Zdjęcie w tle:NASA, ESA, ESO-Chile, ALMA, NAOJ, NRAO; Obróbka zdjęcia: Joseph DePasquale (STScI)
Spirale to jedne z najbardziej urzekających kształtów we wszechświecie. Pojawiają się w zawiłych liniach muszli, starannie uwitych pajęczynach, a nawet w ułożeniu fal oceanicznych. Spirale w kosmosie, takie jak te widoczne w galaktykach, są jeszcze bardziej urzekające, nie tylko ze względu na swoje piękno, ale także przez olbrzymią ilość informacji, jakie zawierają. Jak powstają gwiazdy i gromady? Wkrótce, w trakcie pierwszego roku działania, James Webb Space Telescope pomoże naukowcom znaleźć skrytą za chmurami pyłu i gazu szczegółową odpowiedź na to pytanie. Dzięki wykonanym w podczerwieni zdjęciom o wysokiej rozdzielczości badacze będą w stanie z bliska przyjrzeć się cyklowi życia gwiazd z 19 galaktyk.
Teleskop umożliwi naukowcom zdobycie istotnych informacji, które aż do teraz nie były znane. Według Janice Lee, głównej naukowczyni z Obserwatorium Gemini NOIRLab w Tucson w Arizonie, JWST umożliwi obserwację bardzo wielu faz rozwoju gwiazd w wysokiej jakości. Dzięki obrazom z teleskopu możliwe będzie przyjrzenie się formowaniu się tych ciał niebieskich na pierwszym etapie ich powstawania — kiedy gaz zapada się i tworzy gwiazdę, ogrzewając przy tym otaczający go pył.
Nad odkryciem sekretów powstawania gwiazd i podzieleniem się nimi ze światem pracuje ponad 100 naukowców z wielu krajów na całym świecie. Projekt ten nosi nazwę PHANGS (Physics at High Angular resolution in Nearby GalaxieS – Fizyka pobliskich galaktyk w wysokiej rozdzielczości kątowej).
Zdjęcie galaktyki spiralnej NGC 3351. Na różowo zaznaczony jest uchwycony w paśmie fal radiowych gaz, na czerwono gwiazdy znalezione przez spektroskopię, na biało zaznaczony jest pył, a na niebiesko młode gwiazdy.
Jak powstają gwiazdy?
PHANGS zajmuje się procesem powstawania gwiazd od początku do końca, w galaktykach widocznych z Ziemi, średnio 50 milionów lat świetlnych od nas. Naukowcy rozpoczęli od analizy danych chilijskiego ALMA o promieniowaniu mikrofalowym 90 galaktyk. Tych informacji użyto do stworzenia map gazu molekularnego, który jest potrzebny, aby gwiazda mogła powstać. Następnie, dzięki MUSE, wielojednostkowemu eksploratorowi spektroskopowemu, zdobyli dane na temat późniejszych faz powstawania gwiazd. Zdjęcia w świetle widzialnym i ultrafioletowym Hubble’a umożliwiły obserwację 38 galaktyk w wysokiej rozdzielczości.
Brakujące elementy kosmicznej układanki, które naukowcom pomoże znaleźć Webb, są głównie w zasłoniętych przez gaz częściach galaktyk – miejscach, gdzie powstają gwiazdy. Naukowcy są przekonani, że dzięki nowoczesnym technologiom JWST będzie w stanie zapewnić im wgląd do tych wcześniej niedostępnych „fabryk gwiazd”, ukaże nowopowstałe gromady gwiazd i umożliwi ich mierzenie.
Galaktyka spiralna NGC 1300. Chmury gazu, w których powstają gwiazdy, zaznaczone są na żółto, na czerwono i różowo zaznaczono masywne gwiazdy, na złoto pył, a na niebiesko nowopowstałe gwiazdy.
Nowe dane pomogą także w dokładniejszym szacowaniu wieku gwiazd w wielu galaktykach, co umożliwi stworzenie jeszcze dokładniejszych modeli statystycznych. Naukowcy dzięki Webbowi będą w stanie znacznie precyzyjniej niż dotychczas określić, ile czasu trwa dany etap formowania gwiazdy w zależności od warunków.
Kolejną ważną zagadką, której rozwiązania poszukuje zespół pracujący nad PHANGS, to które chmury pyłu kryją za sobą powstające gwiazdy, a które nie. Dotychczas takie badania mogły być prowadzone tylko w najbliższych Ziemi galaktykach. Teleskop Jamesa Webba umożliwi zbadanie także tych odleglejszych.
Nauka dostępna dla każdego
Wszystkie wyżej opisane badania są częścią programu Treasury, co oznacza, że będą od razu publikowane. Zespół PHANGS stworzy zestawy danych, które uzupełnią zbiory z ALMA, MUSE i Hubble’a, dzięki czemu naukowcy będą w stanie wyszukać informacje o danej galaktyce z możliwością obserwowania jej w wybranych długościach fal i przybliżania obrazów. Dostępne będą także katalogi danych dotyczących różnych faz procesu gwiazdotwórczego, między innymi miejsca narodzin gwiazd czy właściwości pyłu w danym miejscu.
