Уэбб обнаружил замысловатые сети газа и пыли в близлежащих галактиках

Инструмент MIRI Джеймса Уэбба увековечил некоторые близлежащие галактики, позволив нам выйти за пределы космической пыли. Благодаря инфракрасному зрению появилась возможность смотреть прямо на богатые газом области, где происходит звездообразование. В некоторых галактических регионах существуют структуры, характеризующиеся пылевыми полостями и газовыми пузырями, образующимися в процессе формирования новых звезд.

Крупнейшее исследование близлежащих галактик в первый год работы «Джеймса Уэбба» было проведено коллаборацией PHANGS (Physics at High Angular Resolution in Nearby Galaxies). В нем приняли участие более 100 ученых по всему миру, и оно помогает изучать космические детали в инфракрасном диапазоне, никогда ранее не наблюдавшиеся с таким высоким разрешением.

Команда PHANGS, изучавшая разнообразную выборку спиральных галактик, использовала «Уэбб» для наблюдения пяти из этих объектов. Результаты оказались поразительными: впервые мы смогли выйти за пределы космической пыли и непосредственно увидеть богатые газом зоны, где происходит звездообразование.

Эти данные позволили подготовить не менее 21 научной статьи, опубликованной в специальном выпуске журнала The Astrophysical Journal Letters. Эти исследования дают новую важную информацию о том, как именно образование новых звезд, один из самых маломасштабных процессов во Вселенной, влияет на одни из самых крупных объектов космоса — галактики.

Выйти за пределы пыли благодаря инфракрасному излучению

Одна из галактик, изученных с помощью прибора MIRI «Уэбба», — NGC 1433 (на обложке). Ее спиральные рукава усеяны молодыми звездами, которые выделяют энергию и, в некоторых случаях, отбрасывают газ и пыль из межзвездной среды, в которой они движутся.

Области, которые обычно кажутся темными в видимом свете, становятся ярче под инфракрасным глазом Уэбба, в то время как окружающие скопления пыли и газа поглощают свет от формирующихся звезд и излучают его обратно в инфракрасном диапазоне. В центре галактики сияет ядро, характеризующееся структурой двойного кольца, определяемого спиральными рукавами, которые плотно сворачиваются в овал.

Еще одна галактика из пяти, увековеченных MIRI, — NGC 7496, где благодаря Уэббу ученые смогли обнаружить почти 60 неоткрытых скоплений. Эти вновь выявленные скопления могут содержать одни из самых молодых звезд во всей галактике.

В центре галактики находится активное галактическое ядро (AGN), характеризующееся наличием сверхмассивной черной дыры, испускающей струи и ветры высокозаряженных частиц. AGN сияет в центре этого изображения с характерными дифракционными пиками Уэбба.

Чрезвычайная чувствительность космического телескопа также позволила обнаружить несколько фоновых галактик, удаленных от NGC 7496, которые в некоторых случаях выглядят зелеными или красными.

Пыльные полости и огромные газовые пузыри

Эти изображения, полученные с помощью MIRI, демонстрируют роль, которую динамические процессы газа и пыли внутри формирующихся звезд играют в более крупной структуре целой галактики.

Данные показывают наличие сети высокоструктурированных особенностей в этих галактиках: ярких пылевых полостей и огромных газовых пузырей, выстилающих спиральные рукава. В некоторых регионах соседних галактик эта сеть структур состоит как из отдельных, так и перекрывающихся оболочек и пузырей, в которых молодые звезды выделяют энергию.

Съемка с высоким разрешением, необходимая для изучения этих структур, наконец-то стала возможной с помощью JWST. Например, определенные длины волн, наблюдаемые MIRI (7,7 и 11,3 микрона), чувствительны к эмиссии полициклических ароматических углеводородов, которые играют решающую роль в формировании звезд и планет. Эти молекулы были обнаружены «Уэббом» в ходе первых наблюдений программы PHANGS.

Команда PHANGS будет работать над созданием и выпуском наборов данных, которые согласуют данные «Уэбба» с каждым из дополнительных наборов данных, полученных ранее другими обсерваториями. Таким образом, ученые надеются ускорить дальнейшие открытия.