Fantastiska JWST-bilder av 19 spiralgalaxer avslöjar otrolig mångfald: ScienceAlert

By | January 31, 2024

Om du är fascinerad av naturen, kommer dessa bilder av spiralgalaxer inte att hjälpa dig att undkomma din fascination.

Dessa bilder visar otroliga detaljer i 19 spiraler, fotograferade framifrån av JWST. De galaktiska armarna med sin mängd stjärnor är upplysta med infrarött ljus, liksom de täta galaktiska kärnorna, där supermassiva svarta hål finns.

JWST tog dessa bilder som en del av programmet Physics with High Angular Resolution in Nearby Galaxies (PHANGS). PHANGS är ett långvarigt program som syftar till att förstå hur gas- och stjärnbildning interagerar med galaktisk struktur och evolution.

Dessa Webb-bilder är en del av ett stort, långvarigt projekt, programmet Physics with High Angular Resolution in Nearby Galaxies (PHANGS), som stöds av mer än 150 astronomer världen över. Innan Webb tog dessa bilder var PHANGS redan fullpackad med data från NASA:s Hubble Space Telescope, Very Large Telescope Multi-Unit Spectroscopic Explorer och Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, inklusive observationer i ultraviolett, synligt och radio. Webbs bidrag till det nära- och mellaninfraröda har gett flera nya pusselbitar. (NASA/ESA/CSA)

Ett av Webbs fyra huvudsakliga vetenskapliga mål är att studera hur galaxer bildas och utvecklas, och PHANGS-programmet ger bränsle till den ansträngningen. VLT, ALMA, Hubble och nu JWST har bidragit till detta.

“Webbs nya bilder är extraordinära. De är häpnadsväckande även för forskare som har studerat samma galaxer i årtionden.”

Janice Lee, projektforskare, Space Telescope Science Institute.

JWST kan se i både nära-infrarött (NIR) och mellaninfrarött (MIR) ljus. Det betyder att det avslöjar andra detaljer, och fler detaljer, än till och med det kraftfulla rymdteleskopet Hubble, som arbetar i synligt ljus, ultraviolett ljus och en liten del av infrarött ljus.

Spiralgalax vars armar sträcker sig längre till höger än till vänster, vilket gör att den ser krokig ut
Detta är NGC 4254 (Messier 99), en spiralgalax cirka 50 miljoner ljusår bort. Det har en egenhet, eftersom en spiralarm har ett normalt utseende och den andra är utsträckt och mindre stram. Även om det inte är en starburst-galax, bildar den stjärnor tre gånger snabbare än andra liknande galaxer. Denna snabba stjärnbildningshastighet kan ha orsakats av interaktion med en annan galax för cirka 280 miljoner år sedan. Med hjälp av JWST kommer PHANGS-programmet att hjälpa astronomer att förstå historien om NGC 4254. (NASA, ESA, CSA, STScI, Janice Lee (STScI), Thomas Williams (Oxford), PHANGS-teamet)

I dessa högupplösta bilder från JWST är den röda färgen gas och damm som avger infrarött ljus, vilket JWST framhäver i displayen. Några av bilderna visar ljusa diffraktionstoppar i det galaktiska centrumet, orsakade av en enorm mängd ljus.

Det kan tyda på att ett supermassivt svart hål är aktivt, eller så kan det komma från en extremt hög koncentration av stjärnor.

“Det är ett tydligt tecken på att det kan finnas ett aktivt supermassivt svart hål”, säger Eva Schinnerer, en forskare vid Max Planck Institute for Astronomy i Heidelberg, Tyskland. “Eller så är stjärnhoparna mot mitten så ljusa att de har mättat den delen av bilden.”

Centrala detaljer i spiralgalaxen med linsutstrålning som spikar i mitten
Diffraktionstoppen i mitten av NGC 1365 är en teleskopartefakt som orsakas av en enorm mängd ljus i ett kompakt område. Det orsakas av det aktiva supermassiva svarta hålet eller av tätt packade stjärnor i det galaktiska centrumet. NGC 1365 är en dubbelstavsspiralgalax som ligger cirka 74 miljoner ljusår bort. (NASA, ESA, CSA, STScI, Janice Lee (STScI), Thomas Williams (Oxford), PHANGS-teamet)

Stjärnor nära centrum av en galax är vanligtvis mycket äldre än stjärnorna i armarna. Ju längre en stjärna är från det galaktiska centrumet, desto yngre är den vanligtvis. De yngsta stjärnorna ser blåa ut och har kastat kokongen av gas och damm där de genererades.

Orange hopar indikerar ännu yngre stjärnor. De är fortfarande inneslutna i sin mantel av gas och damm och håller fortfarande aktivt på att samla material och forma.

“Det är här vi kan hitta de nyaste och mest massiva stjärnorna i galaxer”, säger Erik Rosolowsky, fysikprofessor vid University of Alberta i Edmonton, Kanada.

Detta är NGC 1672, en spiralgalax cirka 60 miljoner ljusår bort. Det kan vara en Seyfert typ II-galax, även om astronomer inte är helt säkra. Den har en ljus kärna och ett omgivande stjärnexplosionsområde. (NASA, ESA, CSA, STScI, Janice Lee (STScI), Thomas Williams (Oxford), PHANGS-teamet)

De nya bilderna släpptes tillsammans med några av vyerna av samma galaxer som Hubble tog. Dessa belyser hur man observerar olika våglängder av ljus avslöjar eller döljer olika detaljer i galaxer. I PHANGS-observationsprogrammet har olika teleskop observerat galaxer i synligt ljus, infrarött ljus, ultraviolett ljus och radio.

Eftersom det mänskliga ögat inte kan se infrarött tilldelas olika synliga färger olika våglängder av ljus för att göra bilderna meningsfulla. På JWST-bilden av NGC 628 ovan är galaxens centrum fylld med gamla stjärnor som avger några av de kortaste våglängderna av ljus som teleskopet kan upptäcka. De har fått en blå färg för att de ska synas.

I Hubble-bilden är samma område mer gult och blekt. Regionen avger de längsta våglängderna av ljus som Hubble kan upptäcka, så den har andra färgtilldelningar än JWST.

Vy över spiralgalaxer från Hubble (vänster) och JWST (höger)
En Hubble Space Telescope-bild av NGC 628 (vänster) och samma galax avbildad av JWST (höger). Båda bilderna är fantastiska, inspirerande och fulla av information, men JWST-bilden ger mer detaljer. Stora bubbelliknande utrymmen ses mellan koncentrationerna av gas och damm. På några av bilderna kan dessa orsakas av supernovor. (NASA, ESA, CSA, STScI, Janice Lee (STScI), Thomas Williams (Oxford), PHANGS-teamet)

Janice Lee är en projektforskare vid Space Telescope Science Institute i Baltimore.

Han talade för oss alla när han sa: “Webbs nya bilder är extraordinära. De är häpnadsväckande även för forskare som har studerat samma galaxer i decennier. Bubblorna och filamenten löses upp till de minsta skalor som någonsin observerats och berättar en historia om stjärnbildningscykeln.”

Alla dessa galaxer är spiralgalaxer som Vintergatan, vilket betyder att deras enorma armar definierar dem. Spiralarmar är mer som vågor som färdas genom rymden än enskilda stjärnor som rör sig kollektivt. Astronomer studerar armarna eftersom de kan ge nyckelinformation om hur galaxer byggs, underhålls och stoppar stjärnbildning.

“Dessa strukturer tenderar att följa samma mönster i vissa delar av galaxer,” tillade Rosolowsky. “Vi tänker på dem som vågor, och deras avstånd säger oss mycket om hur en galax fördelar sin gas och damm.”

Sedan det började sin vetenskapliga verksamhet har JWST försett astronomer med en överväldigande ström av data som kommer att driva forskning i år och årtionden framöver. Dessa vackra bilder är bara en del av en större datarelease som inkluderar en katalog med cirka 100 000 stjärnhopar.

“Mängden analys som kan göras med dessa bilder är mycket större än något vårt team kunde hantera”, säger Erik Rosolowsky vid University of Alberta. “Vi är glada över att stödja samhället så att alla forskare kan bidra.”

Denna artikel publicerades ursprungligen av Universe Today. Läs originalartikeln.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *