Teleskop Webba bada galaktykę Messier 82

Astronomowie wykorzystali należący do NASA Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba do zbadania galaktyki Messier 82 (M82). Jest ona szczególna, ponieważ rodzi nowe gwiazdy 10 razy szybciej niż Droga Mleczna.

Znajdująca się w odległości 12 milionów lat świetlnych od Ziemi, w gwiazdozbiorze Wielkiej Niedźwiedzicy (Ursa Major) galaktyka Messier 82 jest, zdaniem naukowców, stosunkowo niewielkich rozmiarów, ale w jej wnętrzu gwiazdy formują się z niezwykłą prędkością.

Astronomowie z University of Maryland, College Park, pod kierownictwem Alberto Bolatto, skierowali instrument Webb’s NIRCam (Near-Infrared Camera) w kierunku centrum galaktyki Messier 82, uzyskując bliższe spojrzenie na warunki fizyczne, które sprzyjają powstawaniu nowych gwiazd. Badanie zostało opublikowane w The Astrophysical Journal.

„M82 była przedmiotem wielu obserwacji na przestrzeni lat, ponieważ można ją uznać za prototypową galaktykę gwiezdną. Zarówno teleskop kosmiczny NASA Spitzer, jak i Hubble obserwowały ten cel. Dzięki rozmiarowi i rozdzielczości Webba mogliśmy spojrzeć na tę galaktykę gwiazdotwórczą i zobaczyć wszystkie te piękne, nowe szczegóły” ­– mówi Bolatto.

Jak tłumaczą astronomowie, formowanie się gwiazd nadal pozostaje tajemnicą, ponieważ jest spowite zasłonami pyłu i gazu, tworząc przeszkodę w obserwacji tego procesu. Jednak zdolność Webba do obserwacji w podczerwieni może pomóc w odkryciu tego jak tworzą się te obiekty. Dodatkowo zdjęcia NIRCam centrum wybuchu gwiazdy zostały uzyskane przy użyciu trybu instrumentu, który zapobiegał przytłoczeniu detektora przez bardzo jasne źródło.

Jak zaznaczają naukowcy, NIRCam Webba mógł ujawnić poziom szczegółowości, który był był niemożliwy w czasie poprzednich obserwacji. Teleskop mógł uchwycić ciemnobrązowe wąsy ciężkiego pyłu wplecione w świecące białe jądro Messier 82. Na zdjęciu bliżej środka można zaobserwować małe plamki przedstawione na zielono, które oznaczają skoncentrowane obszary żelaza, z których większość to pozostałości po supernowych. Małe plamki, które wydają się czerwone, jak tłumaczą badacze, oznaczają regiony, w których wodór molekularny jest oświetlany przez promieniowanie pobliskiej młodej gwiazdy.

„Ten obraz pokazuje moc Webba. Każda biała kropka na tym obrazie to gwiazda lub gromada gwiazd. Możemy zacząć rozróżniać wszystkie te małe źródła punktowe, co pozwala nam uzyskać dokładną liczbę wszystkich gromad gwiazd w tej galaktyce” – komentuje Rebecca Levy z University of Arizona w Tucson.

Patrząc na M82 w nieco dłuższych długościach fal podczerwonych, astronomowie dostrzegli zbite gazowe wąsy przedstawione w kolorze czerwonym, rozciągające się powyżej i poniżej płaszczyzny galaktyki. Te gazowe serpentyny to zdaniem badaczy wiatr galaktyczny wypływający z jądra gwiezdnego wybuchu.

Astronomowie chcieli zrozumieć, w jaki sposób galaktyczny wiatr, który jest spowodowany szybkim tempem formowania się gwiazd i późniejszych supernowych, powstaje i wpływa na otaczające go środowisko. Analizując centralną część M82, naukowcy mogli zbadać, jak się on tworzy i uzyskać wgląd w to, jak gorące i zimne składniki oddziałują ze sobą w jego obrębie.

Instrument NIRCam Webba był przystosowany do śledzenia struktury wiatru galaktycznego poprzez emisję cząsteczek sadzy znanych jako wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA). WWA są bardzo małymi ziarnami pyłu, które przeżywają w niższych temperaturach, ale ulegają zniszczeniu w gorących warunkach.

Zdaniem naukowców, widok emisji WWA z Webba podkreśla drobną strukturę wiatru galaktycznego. Przedstawiona jako czerwone włókna, emisja rozciąga się od centralnego regionu, w którym znajduje się serce formowania się gwiazd. Kolejnym nieoczekiwanym odkryciem była podobna struktura pomiędzy emisją WWA a emisją gorącego, zjonizowanego gazu.

„To było nieoczekiwane, że emisja WWA przypomina zjonizowany gaz. WWA nie powinny żyć zbyt długo pod wpływem tak silnego pola promieniowania, więc być może są one cały czas uzupełniane. To podważa nasze teorie i pokazuje nam, że konieczne są dalsze badania” – mówi Bolatto.

Prowadzone przez Webba obserwacje M82w bliskiej podczerwieni, jak zaznaczają astronomowie, nasuwają dalsze pytania dotyczące formowania się gwiazd, na niektóre badacze mają nadzieję odpowiedzieć za pomocą dodatkowych danych zebranych przez Webba, w tym danych dotyczących innej galaktyki, w której równie szybko powstają gwiazdy.

Emil Gołoś