Багато хто думає, що, за винятком великих небесних об’єктів, як-от планети, зірки чи астероїди, космічний простір порожній. Але насправді простір між зоряними системами всередині галактик заповнений так званим міжзоряним середовищем, і за правильних умов з цієї речовини утворюються нові зірки.
«За допомогою телескопа Джеймса Вебба можна створювати неймовірні карти сусідніх галактик з дуже високою роздільною здатністю, які надають дивовижно детальні зображення міжзоряного середовища», – кажуть науковці.
Хоча Вебб може розглядати дуже далекі галактики, ті, які вивчала група науковців в рамках нового дослідження, знаходяться відносно близько, на відстані близько 30 млн світлових років, включаючи Фантомну галактику (також відому як M74 або NGC 628). Загалом вивчалися дані з 19 галактик. Науковці зосередилися на конкретному компоненті міжзоряного середовища, який називається поліароматичні вуглеводні (ПАУ).
Коли маленькі ПАУ поглинають фотон від зорі, вони вібрують і створюють емісійні ефекти, які можна виявити в середньому інфрачервоному електромагнітному спектрі. З пиловими зернами більшого розміру такого зазвичай не відбувається. Вібраційні властивості ПАУ дозволяють дослідникам спостерігати багато важливих характеристик, включаючи розмір, іонізацію та структуру.
«Космічний телескоп Spitzer досліджував об’єкти в середньому інфрачервоному діапазоні, і я використала це у своїй докторській дисертації. Після того, як Spitzer вивели з експлуатації, в нас не було доступу до середнього інфрачервоного спектра, аж доки не з’явився телескоп Джеймса Вебба», – зазначила провідна авторка дослідження, доцент кафедри фізики Карін Сандстром. – Дзеркало Spitzer було 0,8 м, дзеркало Вебба – 6,5 м. Це величезний телескоп з дивовижними інструментами».
Хоча ПАУ за масою не становлять великої частки всього газу в міжзоряному середовищі, вони важливі, бо легко іонізуються, а це вже може призвести до утворення фотоелектронів. Краще розуміння ПАУ призведе до кращого розуміння фізики міжзоряного середовища і того, як в ньому все працює. Астрофізики сподіваються, що Вебб надасть уявлення про те, як поліароматичні вуглеводні утворюються, змінюються і руйнуються.
Оскільки вони розподілені по всьому міжзоряному середовищу, ПАУ дозволяють дослідникам бачити все, що навколо. Попередні карти, наприклад, зроблені телескопом Spitzer, містили в рази менше деталей. Вебб забезпечує значно чіткіші зображення.
Ця програма є частиною проєкту PHANGS (Physics at High Angular Resolution in Nearby GalaxieS), який вивчає зореутворення та міжзоряне середовище, використовуючи зображення з телескопів Atacama Large Millimeter/sub-millimeter Array та Very Large Telescope. Однак щільні хмари, в яких відбувається зореутворення, містять багато пилу, і оптичному світлу важко проникнути всередину. Тож середній інфрачервоний спектр дозволяє дослідникам отримати детальніші зображення.
«Тепер ми можемо картографувати всілякі речі, включаючи структуру дифузного газу, який повинен стати щільнішим і молекулярним, щоб відбулося зореутворення, – заявили Карін Сандстром. – Ми також можемо картографувати газ, що оточує новоутворені зорі, де є багато ефектів, наприклад, від вибухів наднових. Ми дійсно можемо побачити весь цикл міжзоряного середовища у всіх деталях. Це основа того, як галактика формує зорі».
Також цікаво: