Tahap awal pembentukan bintang yang menakjubkan ditangkap oleh James Webb Space Telescope

Para peneliti mendapatkan pandangan pertama mereka di dalam galaksi spiral yang jauh untuk melihat bagaimana bintang terbentuk dan bagaimana mereka berubah dari waktu ke waktu, berkat kemampuan Teleskop Luar Angkasa James Webb untuk menembus tabir debu dan awan gas. Kredit: Sains: NASA, ESA, CSA, Janice Lee (NOIRLab), Pemrosesan Gambar: Joseph DePasquale (STScI)

Kemampuan mid-infrared Teleskop Luar Angkasa Webb telah memungkinkan para ilmuwan untuk melihat melewati awan gas dan debu untuk mengamati detail yang sebelumnya tersembunyi di galaksi jauh.

Berkat kemampuan yang kuat dari James Webb Space Telescope, tim peneliti dapat melihat galaksi spiral jauh di dalamnya untuk pertama kalinya mempelajari bagaimana mereka terbentuk dan bagaimana mereka berubah dari waktu ke waktu.

“Kami sedang mempelajari 19 isotop terdekat galaksi kita. Di galaksi kita sendiri, kita tidak dapat membuat banyak penemuan ini karena kita terjebak di dalamnya,” kata Eric Rosulowski, seorang profesor di Departemen Fisika dan Fisika Universitas Alberta. rekan penulis makalah terbaru — diterbitkan di itu[{” attribute=””>Astrophysical Journal Letters — analyzing data from the James Webb telescope.

Unlike previous observation tools, the telescope’s mid-infrared instrument can penetrate dust and gas clouds to provide critical information about how stars are forming in these galaxies, and consequently, how they are evolving.

“This is light that is longer wavelength and represents cooler objects than the light we see with our eyes,” says Rosolowsky.

“The infrared light is really key to tracing the cold and distant universe.”

James Webb Space Telescope artist concept. Credit: NASA

So far, the telescope has captured data from 15 of the 19 galaxies. Rosolowsky and Hamid Hassani, a PhD student and lead author on the paper, examined the infrared light emitted from dust grains at different wavelengths to help categorize what they were seeing, such as whether an image showcased regular stars, massive star-forming complexes or background galaxies.

“At 21 micrometers [the infrared wavelength used for the images collected]“Jika Anda melihat sebuah galaksi, Anda akan melihat semua butiran debu dipanaskan oleh cahaya bintang,” jelas Hassani.

Dari gambar yang terkumpul, mereka mampu menentukan umur bintang-bintang. Mereka menemukan bahwa mereka sedang mengamati bintang-bintang muda yang “meledak”.[ed] langsung di tempat kejadian, jauh lebih cepat daripada yang diantisipasi banyak model, ”kata Rosulowski.

Usia mereka [stellar] Populasinya sangat muda. Mereka baru mulai menghasilkan bintang baru dan benar-benar aktif dalam pembentukan bintang.

Webb memiliki dua sisi, dipisahkan oleh pelindung matahari: sisi panas menghadap Matahari dan Bumi, dan sisi dingin menghadap ruang angkasa jauh dari Matahari dan Bumi. Panel surya, antena komunikasi, sistem navigasi, dan sistem elektronik terletak di sisi panas menghadap Matahari dan Bumi. Cermin dan instrumen ilmiah yang sangat peka terhadap radiasi infra merah berada di sisi yang sejuk, di mana mereka dilindungi oleh pelindung matahari. Kredit: STScI

Para peneliti juga menemukan hubungan yang erat antara massa bintang di suatu wilayah dan seberapa terang mereka. “Ternyata ini cara yang bagus untuk menemukan bintang bermassa besar,” kata Rosulowski.

Rosolowsky menyebut bintang bermassa besar sebagai “bintang rock” karena mereka “hidup dengan cepat, mati muda, dan membentuk galaksi di sekitar mereka”. Dia menjelaskan bahwa saat terbentuk, mereka melepaskan angin matahari dan gelembung gas dalam jumlah besar, yang menghentikan pembentukan bintang di wilayah tertentu sekaligus menggerakkan galaksi dan memicu pembentukan bintang di wilayah lain.

“Kami telah menemukan bahwa ini benar-benar kunci kehidupan jangka panjang galaksi, jenis buih yang mudah menguap ini, karena menjaga galaksi agar tidak menghabiskan bahan bakarnya terlalu cepat,” kata Rosulowski.

Ini adalah proses yang rumit, tambah Hassani, dengan setiap formasi bintang baru memainkan peran lebih besar dalam bagaimana galaksi berubah dari waktu ke waktu.

“Jika Anda memiliki formasi bintang, galaksi itu masih aktif. Anda memiliki banyak debu dan gas dan semua emisi dari galaksi ini yang memacu pembentukan bintang masif generasi berikutnya dan menjaga galaksi tetap hidup.”

Semakin banyak gambar yang didokumentasikan para ilmuwan tentang proses ini, semakin baik mereka menyimpulkan apa yang terjadi di galaksi jauh yang serupa dengan galaksi kita. Daripada hanya melihat satu galaksi secara mendalam, Rosulowski dan Hassani ingin membuat apa yang disebut Rosulowski sebagai “atlas galaksi” dengan mengambil gambar menggunakan metode sebanyak mungkin.

“Dengan menyatukan semua data ini, dalam membuat atlas yang hebat ini, kami akan dapat memetakan apa yang membedakan satu galaksi dengan fitur pemersatu yang membentuk galaksi secara keseluruhan,” kata Rosulowski.

Referensi: “Hasil Pertama PHANGS-JWST: 21 μM Sumber Populasi Kompak” oleh Hamid Hassani, Eric Rosolosky, Adam K. , Melanie Schiffans, Daniel A. Dale, Oleg F. Egorov, Eric Emsselm, Christopher M. Weissey, Kathryn Gracha, Jaeun Kim, Ralph S. Karen M. Sandstrom, Eva Schinerer, David A. Thelker, Elizabeth J. Watkins, Bradley C. Whitmore, dan Thomas G. Williams, 16 Februari 2023, Tersedia Di Sini Surat Jurnal Astrofisika.
DOI: 10.3847/2041-8213/aca8ab

Makalah mereka adalah salah satu dari 21 makalah tentang temuan awal fisika dalam resolusi sudut tinggi di Kolaborasi Galaksi Terdekat (PHANGS), yang diterbitkan dalam edisi khusus yang berfokus pada Surat Jurnal Astrofisika.