Ці зображення показують неймовірну деталізацію 19 спіралей, знятих телескопом JWST. Галактичні рукави з безліччю зірок світяться в інфрачервоному світлі, як і щільні галактичні ядра, де знаходяться надмасивні чорні діри.
JWST зробив ці знімки в рамках програми “Фізика з високою кутовою роздільною здатністю в ближніх галактиках” (PHANGS). PHANGS – це довготривала програма, спрямована на розуміння того, як газ і зореутворення взаємодіють зі структурою та еволюцією галактик.
Однією з чотирьох основних наукових цілей Вебба є вивчення того, як формуються та еволюціонують галактики, і програма PHANGS підтримує ці зусилля. VLT, ALMA, Габбл, а тепер і JWST зробили свій внесок у цю роботу.
“Нові зображення Вебба надзвичайні. Вони вражають навіть дослідників, які вивчали ці галактики десятиліттями”. – Дженіс Лі, науковий співробітник проєкту, Науковий інститут космічних телескопів.
JWST може бачити як у ближньому, так і в середньому інфрачервоному світлі. Це означає, що він виявляє різні деталі, і навіть більше деталей, ніж навіть потужний космічний телескоп Хаббл, який працює у видимому світлі, ультрафіолеті та невеликій частині інфрачервоного світла.
На цих зображеннях JWST з високою роздільною здатністю червоний колір – це газ і пил, що випромінюють інфрачервоне світло, яке JWST чудово бачить. На деяких зображеннях є яскраві дифракційні піки в центрі галактики, які спричинені величезною кількістю світла.
Це може свідчити про активність надмасивної чорної діри або про надзвичайно високу концентрацію зірок.
“Це явна ознака того, що може існувати активна надмасивна чорна діра, – каже Єва Шіннерер, науковий співробітник Інституту астрономії імені Макса Планка в Гейдельберзі, Німеччина. “Або ж зоряні скупчення в напрямку до центру настільки яскраві, що наситили цю ділянку зображення”.
Дифракційний сплеск у центрі NGC 1365 – це артефакт телескопа, спричинений величезною кількістю світла в компактній області. Він спричинений або активною надмасивною чорною дірою, або щільно згрупованими зірками в центрі галактики. NGC 1365 – це спіральна галактика з подвійною решіткою на відстані близько 74 мільйонів світлових років від нас. (NASA, ESA, CSA, STScI, Дженіс Лі (STScI), Томас Вільямс (Оксфорд), PHANGS Team)
Зірки поблизу центру галактики, як правило, набагато старіші, ніж зірки в рукавах. Чим далі зоря від центру галактики, тим вона, як правило, молодша. Молодші зорі виглядають блакитними, бо розвіяли кокон газу і пилу, в якому вони зародилися.
Помаранчеві скупчення вказують на ще молодші зорі. Вони все ще загорнуті в газово-пилову ковдру і все ще активно накопичують матеріал і формуються.
“Саме тут ми можемо знайти найновіші, наймасивніші зорі в галактиках”, – каже Ерік Росоловскі, професор фізики з Університету Альберти в Едмонтоні, Канада.
Це NGC 1672, спіральна галактика на відстані близько 60 мільйонів світлових років. Це може бути галактика типу II Сейферта, хоча астрономи не впевнені в цьому. Вона має як яскраве ядро, так і навколишню зоряну область. (NASA, ESA, CSA, STScI, Дженіс Лі (STScI), Томас Вільямс (Оксфорд), команда PHANGS)
Нові зображення були опубліковані разом з деякими знімками тих самих галактик, зробленими “Габблом”. Вони показують, як спостереження за різними довжинами хвиль світла виявляє або приховує різні деталі в галактиках. У програмі спостережень PHANGS різні телескопи спостерігали галактики у видимому, інфрачервоному, ультрафіолетовому і радіодіапазоні.
Оскільки людське око не бачить інфрачервоного світла, різні видимі кольори присвоюються різним довжинам хвиль світла, щоб зробити зображення зрозумілими. На зображенні NGC 628, зробленому JWST вище, центр галактики заповнений старими зірками, які випромінюють деякі з найкоротших довжин хвиль світла, які може виявити телескоп. Щоб зробити їх видимими, їм надали синього кольору.
На зображенні “Хаббла” ця ж область більш жовта і розмита. Ця область випромінює найдовші довжини хвиль світла, які Хаббл може відчути, тому вона має інший колір, ніж JWST.
Зображення NGC 628 космічного телескопа Габбл (ліворуч) і тієї ж галактики на зображенні JWST (праворуч). Обидва зображення є величними, надихаючими і повними інформації, але зображення JWST містить більше деталей. Видно великі бульбашкоподібні проміжки між концентраціями газу і пилу. На деяких зображеннях вони можуть бути спричинені надновими зірками. (NASA, ESA, CSA, STScI, Дженіс Лі (STScI), Томас Вільямс (Оксфорд), команда PHANGS)
Дженіс Лі – науковий співробітник проекту в Науковому інституті космічних телескопів у Балтиморі.
Вона говорила від імені всіх нас, коли сказала: “Нові зображення Вебба є надзвичайними. Вони вражають навіть дослідників, які вивчали ці галактики десятиліттями. Бульбашки і нитки розрізнені до найменших масштабів, які коли-небудь спостерігалися, і розповідають історію про цикл зореутворення”.
Всі ці галактики є спіральними галактиками, як Чумацький Шлях, тобто їх визначають масивні рукави. Спіральні рукави більше схожі на хвилі, які подорожують у просторі, ніж на окремі зірки, що рухаються колективно. Астрономи вивчають рукави, тому що вони можуть дати ключове розуміння того, як галактики будують, підтримують і припиняють зореутворення.
“Ці структури мають тенденцію повторюватися в певних частинах галактик, – додає Росоловський. “Ми думаємо про них як про хвилі, і їхня відстань між ними багато говорить нам про те, як галактика розподіляє свій газ і пил”.
З моменту початку роботи JWST надав астрономам величезний потік даних, які сприятимуть науковим дослідженням на роки і десятиліття вперед. Ці прекрасні зображення – лише частина великого масиву даних, який включає каталог близько 100 000 зоряних скупчень.
“Обсяг аналізу, який можна провести за допомогою цих зображень, набагато більший, ніж той, з яким могла б впоратися наша команда”, – сказав Ерік Росоловскі з Університету Альберти. “Ми раді підтримати спільноту, щоб усі дослідники могли зробити свій внесок”.