Телескоп Джеймс Уэбб показал структуру 19 близлежащих спиральных галактик

Спиральные галактики, такие как наш Млечный Путь, довольно распространены во Вселенной. Новые наблюдения космического телескопа Джеймс Уэбб (JWST) относительно близких галактик предоставили еще больше информации о спиральных структурах на новых, впечатляющих изображениях.

Наблюдения проводились в рамках программы «Физика в высоком угловом разрешении в ближайших галактиках» (PHANGS). В ней приняли участие более 150 астрономов со всего мира, и в ней используются различные наблюдательные средства, от космического телескопа Хаббл до Большой миллиметровой/субмиллиметровой решетки Атакамы (ALMA).

Цель состоит в том, чтобы понять спиральные галактики, и JWST представил инфракрасные изображения таких галактик с невероятным разрешением. Они позволяют видеть эти структуры в наименьших когда-либо наблюдавшихся масштабах, что дает решающее представление о процессах звездообразования в этих системах.

«Я чувствую, что наша команда постоянно находится в состоянии ошеломления (в позитивном смысле) количеством деталей на этих изображениях», — сказал в своем заявлении астроном Томас Уильямс из Оксфордского университета.

«Новые изображения Уэбба необычны», — сказала Дженис Ли, научный сотрудник стратегических инициатив в Научном институте космического телескопа в Балтиморе. «Они ошеломляют даже исследователей, которые десятилетиями изучали эти же галактики. Пузыри и нити разрешены до мельчайших масштабов, когда-либо наблюдавшихся, и рассказывают историю о цикле звездообразования».

Следуйте за спиральными рукавами

Камера NIRCam Уэбба запечатлела на этих изображениях миллионы звезд, сверкающих голубыми тонами. Некоторые звезды разбросаны по спиральным рукавам, а другие плотно сгруппированы в звездные скопления.

Данные прибора MIRI (средний инфракрасный диапазон) выделяют светящуюся пыль, показывая нам, где она находится возле звезд и между звездами. Он также освещает звезды, которые еще не полностью сформировались – они все еще заключены в газ и пыль, которые питают их рост, подобно ярко-красным семенам на вершинах пыльных пиков.

«Здесь мы можем найти новейшие и самые массивные звезды в галактиках», — сказал Эрик Розоловский, профессор физики Университета Альберты в Эдмонтоне, Канада.

Что еще поразило астрономов? Изображения Уэбба показывают большие сферические оболочки в газе и пыли. «Эти дыры могли быть созданы одной или несколькими звездами, которые взорвались, образовав гигантские дыры в межзвездном материале», — объяснил Адам Лерой, профессор астрономии в Университете штата Огайо в Колумбусе.

Теперь проследите спиральные рукава и найдите обширные области газа, которые кажутся красными и оранжевыми. «Эти структуры имеют тенденцию следовать одной и той же схеме в определенных частях галактик», — добавил Эрик Розоловский. «Мы думаем о них как о волнах, и их расстояние говорит нам многое о том, как галактика распределяет свой газ и пыль».

Изучение этих структур даст ключевую информацию о том, как галактики насчинают, поддерживают и прекращают звездообразование.

Погружение в глубину

Имеющиеся данные показывают, что галактики растут изнутри наружу: звездообразование начинается в ядрах галактик и распространяется вдоль их рукавов, по спирали от центра.

Чем дальше звезда находится от ядра галактики, тем больше вероятность того, что она моложе. Напротив, области вблизи ядер, которые кажутся освещенными синим светом, представляют собой популяции более старых звезд.

А как насчет ядер галактик, усеянных розовыми и красными дифракционными пиками?

«Это явный признак того, что может существовать активная сверхмассивная черная дыра», — сказала Ева Шиннерер, научный сотрудник Института астрономии Макса Планка в Гейдельберге, Германия. «Или звездные скопления ближе к центру настолько яркие, что заполнили эту область изображения».

Помимо публикации этих изображений, команда PHANGS также выпустила самый большой на сегодняшний день каталог, содержащий примерно 100 000 звездных скоплений.

«Объем анализа, который можно провести с помощью этих изображений, намного превышает все, с чем могла бы справиться наша команда», — подчеркнул Эрик Розоловский. «Мы рады поддержать научное сообщество, чтобы все исследователи могли внести свой вклад».

Все изображения в высоком разрешении доступны по этой ссылке.