تم التقاط المراحل المبكرة المذهلة لتشكيل النجوم بواسطة تلسكوب جيمس ويب الفضائي

سمحت قدرات الأشعة تحت الحمراء المتوسطة لتلسكوب ويب الفضائي للعلماء برؤية سحب الغاز والغبار السابقة لمراقبة التفاصيل التي كانت محجوبة في السابق في المجرات البعيدة.

تمكن فريق من الباحثين من رؤية الأجزاء الداخلية من المجرات الحلزونية البعيدة لأول مرة لدراسة تكوينها وتطورها بمرور الوقت ، وذلك بفضل القدرات القوية لتلسكوب جيمس ويب الفضائي.

“نحن ندرس 19 من أقرب نظائرنا لمجرتنا. في مجرتنا ، لا يمكننا القيام بالعديد من هذه الاكتشافات لأننا عالقون في الداخل ، “كما يقول إريك روسولوفسكي ، الأستاذ في قسم الفيزياء بجامعة ألبرتا والمؤلف المشارك لورقة بحثية. مؤخرًا – نُشر في ال[{” attribute=””>Astrophysical Journal Letters — analyzing data from the James Webb telescope.

Unlike previous observation tools, the telescope’s mid-infrared instrument can penetrate dust and gas clouds to provide critical information about how stars are forming in these galaxies, and consequently, how they are evolving.

“This is light that is longer wavelength and represents cooler objects than the light we see with our eyes,” says Rosolowsky.

“The infrared light is really key to tracing the cold and distant universe.”

James Webb Space Telescope artist concept. Credit: NASA

So far, the telescope has captured data from 15 of the 19 galaxies. Rosolowsky and Hamid Hassani, a PhD student and lead author on the paper, examined the infrared light emitted from dust grains at different wavelengths to help categorize what they were seeing, such as whether an image showcased regular stars, massive star-forming complexes or background galaxies.

“At 21 micrometers [the infrared wavelength used for the images collected]إذا نظرت إلى مجرة ​​، سترى كل حبيبات الغبار هذه تسخن بضوء النجوم ، “يقول حسني.

من الصور التي تم جمعها ، تمكنوا من تحديد عمر النجوم. اكتشفوا أنهم لاحظوا النجوم الشابة التي “تنفجر[ed] على الساحة تقريبًا على الفور ، أسرع بكثير مما توقعته العديد من النماذج “، كما يقول روسولوفسكي.

“عصر هؤلاء [stellar] السكان صغار جدا. لقد بدأوا حقًا في إنتاج نجوم جديدة وهم نشيطون حقًا في بناء النجوم ، “يقول حسني.

ويب له وجهان ، يفصل بينهما حاجب الشمس: جانب دافئ يواجه الشمس والأرض ، وجانب بارد يواجه في الفضاء بعيدًا عن الشمس والأرض. توجد الألواح الشمسية وهوائي الاتصالات ونظام الملاحة والأنظمة الإلكترونية على الجانب الساخن المواجه للشمس والأرض. توجد المرايا والأدوات العلمية الحساسة جدًا للأشعة تحت الحمراء في الجانب البارد ، حيث يتم حمايتها بواسطة حاجب الشمس. الائتمان: STScI

اكتشف الباحثون أيضًا علاقة وثيقة بين كتلة النجوم في منطقة ما مع لمعانها. يقول روسولوفسكي: “اتضح أنها كانت طريقة رائعة للعثور على النجوم عالية الكتلة”.

يسمي Rosolowsky النجوم عالية الكتلة “نجوم الروك” لأنهم “يعيشون بسرعة ، ويموتون صغارًا ، ويشكلون المجرة من حولهم حقًا.” ويوضح أنه عندما تتشكل ، فإنها تطلق كميات هائلة من الرياح الشمسية وفقاعات الغاز ، والتي توقف تشكل النجوم في تلك المنطقة بالذات بينما تحفز المجرة في نفس الوقت وتحفز تشكل النجوم.نجوم في مناطق أخرى.

يقول روسولوفسكي: “لقد وجدنا أن هذا النوع من الرغوة الفقاعية ضروري حقًا لحياة مجرة ​​طويلة المدى ، لأنه يمنع المجرة من المرور بوقودها بسرعة كبيرة”.

يضيف الحسني ، إنها عملية معقدة ، حيث يلعب كل تشكيل نجمي جديد دورًا أكبر في كيفية تطور المجرة بمرور الوقت.

“إذا كان لديك تشكل نجم ، فإن تلك المجرة لا تزال نشطة. لديك الكثير من الغبار والغاز وجميع تلك الانبعاثات من المجرة التي تؤدي إلى الجيل التالي من تشكيل النجوم الضخم التالي والحفاظ على المجرة على قيد الحياة.

كلما زاد عدد الصور التي يوثقها العلماء لهذه العمليات ، كانوا قادرين بشكل أفضل على استنتاج ما يحدث في المجرات البعيدة التي تشبه مجراتنا. بدلاً من النظر إلى مجرة ​​واحدة في العمق ، يريد Rosolowsky و Hassani إنشاء ما يسميه Rosolowsky نوعًا من “أطلس المجرة” من خلال التقاط الصور باستخدام أكبر عدد ممكن من الأساليب.

يقول روسولوفسكي: “من خلال جمع كل هذه البيانات ، وإنشاء هذا الأطلس الكبير ، سنتمكن من تحديد ما يميز المجرة مقابل السمات الموحدة التي تشكل المجرات ككل”.

المرجع: “PHANGS-JWST النتائج الأولى: 21 ميكرون من مصدر السكان المضغوط” بقلم حميد حساني ، إريك روسولوسكي ، آدم ك. ، ميلاني شيفانس ، دانيال أ.ديل ، أوليج ف.إيجوروف ، إريك إمسيلم ، كريستوفر م.فايسي ، كاثرين جراشا ، جايون كيم ، رالف س. كارين إم ساندستروم ، إيفا شينرير ، ديفيد إيه ثيلكر ، إليزابيث ج.واتكينز ، برادلي سي وايتمور وتوماس جي ويليامز ، 16 فبراير 2023 ، رسائل من مجلة الفيزياء الفلكية.
DOI: 10.3847 / 2041-8213 / aca8ab

كانت ورقتهم واحدة من 21 ورقة بحثية حول النتائج المبكرة من تعاون الفيزياء عالية الدقة في المجرات القريبة (PHANGS) ، والتي نُشرت في عدد خاص من رسائل من مجلة الفيزياء الفلكية.