Międzynarodowy zespół naukowców wykorzystuje zaawansowany teleskop do badania najmniejszych cząstek pyłu w ośrodku międzygwiazdowym.
Popularne jest przekonanie, że poza dużymi obiektami niebieskimi, takimi jak planety, gwiazdy i asteroidy, przestrzeń kosmiczna jest pusta. W rzeczywistości galaktyki wypełnione są czymś, co nazywa się ośrodkiem międzygwiazdowym (ang. interstellar medium – ISM) – czyli gazem i pyłem, które przenikają przestrzeń pomiędzy tymi dużymi obiektami. Co ważne, w odpowiednich warunkach to właśnie w ośrodku międzygwiazdowym powstają nowe gwiazdy.
Teraz badacze z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego we współpracy z ogólnoświatowym zespołem projektowym opublikowali uzyskane wyniki w specjalnym numerze „The Astrophysical Journal Letters” poświęconym badaniom z wykorzystaniem zaawansowanych zdjęć z Teleskopu Jamesa Webba w ramach programu JWST Cycle 1 Treasury.
Dzięki JWST (James Webb Space Telescope) możemy wykonać mapy pobliskich galaktyk w bardzo wysokiej rozdzielczości, które prezentują zdumiewająco szczegółowy obraz ośrodka międzygwiazdowego – powiedziała profesor nadzwyczajna fizyki Karin Sandstrom, współprowadząca badania w projekcie.
Chociaż JWST może przyglądać się bardzo odległym galaktykom, te badane przez grupę Sandstrom znajdują się stosunkowo blisko – w odległości około 30 milionów lat świetlnych. Jest wśród nich jedna znana jako Galaktyka Widmo, oznaczona również jako M74 lub NGC 628, o istnieniu której astronomowie wiedzieli od co najmniej XVIII wieku. Sandstrom wraz z doktorantką Jessicą Sutter i dr. Jeremym Chastenetem skupili się na specyficznym składniku ISM zwanym wielopierścieniowymi węglowodorami aromatycznymi (WWA). WWA to małe cząsteczki pyłu – wielkości molekuły – i to właśnie ich mały rozmiar czyni je tak cennymi dla naukowców.
Kiedy WWA absorbują fotony z gwiazd, wibrują i wytwarzają cechy emisyjne, które można wykryć w widmie elektromagnetycznym w średniej podczerwieni – coś, co zazwyczaj nie zdarza się w przypadku większych ziaren pyłu z ISM. Cechy wibracyjne WWA pozwalają naukowcom obserwować wiele ważnych cech ISM, w tym rozmiar, jonizację i strukturę. Mimo, że WWA nie stanowią masowo dużej części ISM, są ważne, ponieważ łatwo ulegają jonizacji – procesowi, który może wytworzyć fotoelektrony ogrzewające resztę gazu w ISM. Lepsze zrozumienie WWA doprowadzi do lepszego zrozumienia fizyki ISM i sposobu jego działania. Astrofizycy mają nadzieję, że JWST może zapewnić wgląd w to, jak powstają WWA, jak się zmieniają i jak są niszczone.
Ponieważ WWA są równomiernie rozmieszczone w ISM, pozwalają naukowcom zobaczyć nie tylko je same, ale także wszystko wokół nich. Poprzednie mapy, takie jak te zrobione przez teleskop Spitzera, zawierały znacznie mniej szczegółów – zasadniczo wyglądały jak galaktyczne plamy. Dzięki przejrzystości, jaką zapewnia JWST, astrofizycy mogą teraz zobaczyć włókna gazowe, a nawet bąble wydmuchiwane przez nowo powstałe gwiazdy, których intensywne pola promieniowania i powstałe w ich wyniku supernowe odparowują otaczające je obłoki gazu.
Jedną z rzeczy, którą jestem najbardziej podekscytowana jest to, że teraz, gdy dysponujemy tym znacznikiem ISM o wysokiej rozdzielczości, możemy mapować np. strukturę rozproszonego gazu, który musi stać się gęstszy i cząsteczkowy, aby mogło dojść do formowania się gwiazd – powiedziała Sandstrom. Możemy również mapować gaz otaczający nowo uformowane gwiazdy, gdzie występuje wiele sprzężeń zwrotnych, takich jak eksplozje supernowych. Szczegółowo obserwujemy cały cykl ISM. To jest sedno tego, jak galaktyka będzie tworzyć gwiazdy.
Opracowanie: Agnieszka Nowak
Więcej informacji:
- A Star is Born: Images of Nearby Galaxies Provide Clues About Star Formation
- PHANGS–JWST First Results
Źródło: UC SD
Na ilustracji: Galaktyka NGC 7496 jest jedną z 19 galaktyk przewidzianych do badania w projekcie. W centrum NGC 7496 znajduje się aktywna supermasywna czarna dziura. Źródło: NASA, ESA, CSA, Joseph DePasquale/STScI
