Tangkap semua yang berkilauan di galaksi

Kredit: Pusat Penerbangan Luar Angkasa Goddard NASA

Sebuah tim peneliti internasional akan mensurvei bintang, gugus bintang, dan debu di dalam 19 galaksi terdekat.

Untuk memahami galaksi, Anda harus memahami bagaimana bintang terbentuk. Lebih dari 100 peneliti dari seluruh dunia telah berkolaborasi untuk mengumpulkan pengamatan galaksi spiral terdekat yang diambil dengan radio paling kuat di dunia, teleskop tampak dan ultraviolet – dan akan segera menambahkan rangkaian lengkap gambar inframerah resolusi tinggi dari NASA‘S Teleskop Luar Angkasa James Webb. Dengan kumpulan data terobosan ini, para astronom akan dapat mempelajari bintang-bintang saat mereka mulai terbentuk di dalam awan gas yang gelap dan berdebu, menguraikannya saat bintang-bintang yang masih muda meledak dari gas dan debu ini, dan mengidentifikasi bintang-bintang yang lebih matang yang memuntahkannya. lapisan gas dan debu—semua itu Untuk pertama kalinya di berbagai galaksi spiral.

Gambar galaksi spiral NGC 3351 ini menggabungkan pengamatan dari beberapa observatorium untuk mengungkap detail tentang bintang dan gasnya. Pengamatan radio dari Atacama Large Millimeter/Submatrix Array (ALMA) menunjukkan gas molekul padat berwarna ungu. Instrumen Multi-Unit Spectral Explorer (MUSE) Teleskop Sangat Besar menonjol saat bintang muda yang masif menerangi sekelilingnya, bersinar merah. Gambar Teleskop Luar Angkasa Hubble menyoroti jalur debu berwarna putih dan bintang yang baru terbentuk berwarna biru. Gambar inframerah resolusi tinggi dari Teleskop Luar Angkasa Webb akan membantu peneliti menentukan di mana bintang terbentuk di balik debu dan mempelajari tahap awal pembentukan bintang di galaksi ini. Kredit: Sains: NASA, ESA, ESO-Chile, ALMA, NAOJ, NRAO; Pemrosesan gambar: Joseph DePasquale (STScI)

Spiral adalah beberapa bentuk paling menawan di alam semesta. Mereka muncul di kulit kerang yang rumit, jaring laba-laba yang dibangun dengan hati-hati, dan bahkan dalam ikal gelombang laut. Spiral pada skala kosmik – seperti yang terlihat di galaksi – bahkan lebih mengesankan, tidak hanya karena keindahannya, tetapi juga karena banyaknya informasi yang dikandungnya. Bagaimana bintang dan gugus bintang terbentuk? Sampai saat ini, jawaban lengkapnya tidak terjangkau, terhalang oleh gas dan debu. Selama tahun pertama operasinya, Teleskop Luar Angkasa James Webb NASA akan membantu para peneliti menyelesaikan pemetaan yang lebih rinci dari siklus hidup bintang menggunakan gambar inframerah resolusi tinggi dari 19 galaksi.

Teleskop juga akan memberikan beberapa “potongan teka-teki” kunci yang selama ini hilang. “JWST menyentuh banyak fase berbeda dari siklus kehidupan bintang — semuanya dengan presisi yang luar biasa,” kata Janice Lee, kepala ilmuwan di NOIRLab Gemini Observatory National Science Foundation di Tucson, Arizona. “Webb akan mengungkapkan pembentukan bintang pada tahap awal, seperti gas runtuh untuk membentuk bintang dan debu di sekitarnya memanas.”

Lee bergabung dengan David Thalker dari Universitas Johns Hopkins di Baltimore, Maryland, Katherine Krackel dari Universitas Heidelberg di Jerman, dan 40 anggota tambahan dari program survei multi-panjang gelombang yang dikenal sebagai PHANGS (Fisika Resolusi Sudut Tinggi Galaksi Terdekat). misi mereka? Tidak hanya untuk mengungkap rahasia pembentukan bintang menggunakan gambar inframerah resolusi tinggi Webb, tetapi juga untuk berbagi kumpulan data dengan seluruh komunitas astronomi untuk mempercepat penemuan.

Irama pembentukan bintang

PHANGS baru, sebagian, karena telah mengumpulkan lebih dari 100 pakar internasional untuk mempelajari pembentukan bintang dari awal hingga akhir. Mereka menargetkan galaksi yang dapat dilihat langsung dari Bumi dan rata-rata berjarak 50 juta tahun cahaya. Kolaborasi besar dimulai dengan gambar gelombang mikro dari 90 galaksi di Atacama Large Millimeter/ Submillimeter Cluster (Alma) di Chile. Para astronom menggunakan data ini untuk menghasilkan peta gas molekuler untuk mempelajari bahan baku pembentukan bintang. Sekali masuk teleskop yang sangat besarspektrofotometer multi unitMeditasi), juga di Chili, online, dan memperoleh data yang dikenal sebagai spektrum untuk mempelajari tahap akhir pembentukan bintang untuk 19 galaksi, terutama setelah gugus bintang menghilangkan gas dan debu di dekatnya. berbasis ruang Teleskop Luar Angkasa Hubble Ini memberikan pengamatan optik terlihat dan ultraviolet dari 38 galaksi untuk menambahkan gambar resolusi tinggi dari masing-masing bintang dan gugus bintang.

Gambar galaksi spiral NGC 1300 ini menggabungkan beberapa pengamatan untuk memetakan gugus bintang dan gas. Cahaya radio yang diamati oleh Atacama Large Millimeter/Subscale Array (ALMA), diwakili dalam warna kuning, menyoroti awan gas molekuler dingin yang menyediakan bahan mentah dari mana bintang-bintang terbentuk. Data dari instrumen Multi-Unit Spectrograph (MUSE) Teleskop Sangat Besar diwakili dalam warna merah dan ungu, menangkap efek bintang muda yang masif pada gas di sekitarnya. Cahaya tampak dan ultraviolet yang ditangkap oleh Teleskop Luar Angkasa Hubble menyoroti jalur debu berwarna emas dan bintang yang sangat panas berwarna biru. Gambar inframerah resolusi tinggi dari Teleskop Luar Angkasa Webb akan membantu peneliti menentukan di mana bintang terbentuk di balik debu dan mempelajari tahap awal pembentukan bintang di galaksi ini.
Kredit: Sains: NASA, ESA, ESO-Chile, ALMA, NAOJ, NRAO; Pemrosesan gambar: Alyssa Pagan (STScI)

Elemen yang hilang, yang akan diisi Webb, sebagian besar ditemukan di wilayah galaksi yang tertutup debu — wilayah tempat bintang aktif mulai terbentuk. “Kami akan dengan jelas melihat gugus bintang di inti awan molekuler padat yang sebelumnya hanya kami miliki bukti tidak langsungnya,” kata Thalker. “Webb memberi kita cara untuk melihat ke dalam ‘pabrik bintang’ ini untuk melihat gugus bintang yang baru dirakit dan mengukur propertinya sebelum berevolusi.”

Data baru juga akan membantu tim menentukan usia kelompok bintang dalam sampel galaksi yang beragam, yang akan membantu peneliti membangun model statistik yang lebih akurat. “Kami selalu mengontekstualisasikan skala kecil dalam gambaran besar galaksi,” jelas Krickell. “Dengan menggunakan Webb, kami akan melacak urutan evolusi bintang dan gugus bintang di setiap galaksi.”

Jawaban penting lainnya yang mereka cari melibatkan debu yang mengelilingi bintang-bintang di medium antarbintang. Webb akan membantu mereka mengidentifikasi wilayah gas dan debu yang terkait dengan wilayah pembentuk bintang tertentu, dan wilayah antarbintang mana yang mengambang bebas. “Itu tidak mungkin sebelumnya, di luar galaksi terdekat,” tambah Thelker.

Tim juga bekerja untuk memahami waktu siklus pembentukan bintang. “Garis waktu sangat penting dalam astronomi dan fisika,” katanya kepada saya. “Berapa lama waktu yang dibutuhkan setiap tahap pembentukan bintang? Bagaimana skala waktu ini dapat berbeda di lingkungan galaksi yang berbeda? Kami ingin mengukur waktu bintang-bintang ini melepaskan diri dari awan gasnya untuk memahami bagaimana pembentukan bintang terganggu.”

pengetahuan untuk semua

Catatan Webb ini akan diambil sebagai bagian dari program Perbendaharaan, yang berarti bahwa catatan tersebut tidak hanya segera tersedia untuk umum, tetapi juga akan memiliki nilai ilmiah yang luas dan bertahan lama. Tim akan membuat dan merilis kumpulan data yang menyelaraskan data Webb dengan masing-masing kumpulan data pelengkap dari ALMA, MUSE, dan Hubble, memungkinkan peneliti masa depan untuk menggali setiap galaksi dan gugus bintangnya dengan mudah, beralih antara panjang gelombang yang berbeda dan mematikan — dan memperbesar pada piksel foto individu. Mereka akan memberikan inventarisasi berbagai fase siklus pembentukan bintang, termasuk daerah pembentukan bintang, bintang muda, gugus bintang, dan karakteristik debu lokal.

Penelitian ini akan dilakukan sebagai bagian dari program Webb’s General Observer (GO), yang dipilih secara kompetitif menggunakan sistem tinjauan ganda anonim, sistem yang sama yang digunakan untuk mengalokasikan waktu pada Teleskop Luar Angkasa Hubble.

Teleskop Luar Angkasa James Webb adalah observatorium ilmu luar angkasa utama di dunia. Webb akan memecahkan misteri tata surya kita, melihat lebih jauh ke dunia yang jauh di sekitar bintang lain, dan menjelajahi struktur misterius dan asal usul alam semesta kita dan tempat kita di dalamnya. Webb adalah program internasional yang dipimpin oleh NASA dengan mitranya ESA (European Space Agency) dan Canadian Space Agency.