Monet ihmiset ajattelevat, että suuria taivaankappaleita, kuten planeettoja, tähtiä tai asteroideja, lukuun ottamatta ulkoavaruus on tyhjä. Mutta itse asiassa galaksien sisällä oleva tähtijärjestelmien välinen tila on täynnä niin sanottua tähtienvälistä väliainetta, ja oikeissa olosuhteissa tästä aineesta muodostuu uusia tähtiä.
"James-teleskooppia käyttämällä Webb on mahdollista luoda uskomattomia karttoja lähellä olevista galakseista erittäin korkealla resoluutiolla, jotka tarjoavat hämmästyttävän yksityiskohtaisia kuvia tähtienvälisestä väliaineesta", tutkijat sanovat.
Vaikka Webb voivat tarkastella hyvin kaukaisia galakseja, uudessa tutkimuksessa tutkijoiden tutkijat ovat suhteellisen lähellä, noin 30 miljoonan valovuoden päässä, mukaan lukien Phantom Galaxy (tunnetaan myös nimellä M74 tai NGC 628). Yhteensä tutkittiin tietoja 19 galaksista. Tutkijat keskittyivät tähtienvälisen väliaineen tiettyyn komponenttiin, jota kutsutaan polyaromaattisiksi hiilivedyiksi (PAH).
Kun pienet PAH-yhdisteet absorboivat fotonin tähdestä, ne värähtelevät ja luovat emissioefektejä, jotka voidaan havaita keski-infrapuna-sähkömagneettisessa spektrissä. Tätä ei yleensä tapahdu suurempien pölyrakeiden kanssa. PAH-yhdisteiden värähtelyominaisuudet antavat tutkijoille mahdollisuuden tarkkailla monia tärkeitä ominaisuuksia, kuten kokoa, ionisaatiota ja rakennetta.
"Spitzer-avaruusteleskooppi tutki esineitä infrapuna-alueen keskialueella, ja käytin tätä väitöskirjassani. "Spitzerin käytöstä poistamisen jälkeen meillä ei ollut pääsyä keski-infrapunaspektriin ennen kuin James Webb -teleskooppi tuli käyttöön", sanoi tutkimuksen johtava kirjoittaja, fysiikan apulaisprofessori Karin Sandstrom. - Spitzer-peili oli 0,8 m, Webb-peili 6,5 m. Tämä on valtava teleskooppi upeilla instrumenteilla.
Vaikka PAH-yhdisteet eivät muodosta suurta osaa kaikesta tähtienvälisen väliaineen kaasusta massan mukaan, ne ovat tärkeitä, koska ne ionisoituvat helposti, mikä voi jo johtaa fotoelektronien muodostumiseen. PAH-yhdisteiden parempi ymmärtäminen johtaa parempaan ymmärtämiseen tähtienvälisen väliaineen fysiikasta ja siitä, miten asiat siinä toimivat. Astrofyysikot toivovat, että Webb antaa käsityksen siitä, kuinka polyaromaattiset hiilivedyt muodostuvat, muuttuvat ja hajoavat.
Koska PAH-yhdisteet ovat jakautuneet koko tähtienväliseen väliaineeseen, tutkijat voivat nähdä kaiken ympärillään. Esimerkiksi aiemmat kartat on tehty kaukoputkella teroitin, sisälsi monta kertaa vähemmän yksityiskohtia. Webb tarjoaa paljon terävämpiä kuvia.
Tämä ohjelma on osa hanketta PHANGS (Physics at High Angular Resolution in Nearby GalaxieS), joka tutkii tähtien muodostumista ja tähtienvälistä väliainetta käyttämällä kuvia Atacama Large Millimeter/Sub-millimeter Array ja Very Large Telescope. Tiheät pilvet, joissa tähtien muodostuminen tapahtuu, sisältävät kuitenkin paljon pölyä, ja optisen valon on vaikea tunkeutua sisään. Joten keski-infrapunaspektri antaa tutkijoille mahdollisuuden saada yksityiskohtaisempia kuvia.
"Voimme nyt kartoittaa kaikenlaisia asioita, mukaan lukien diffuusikaasun rakenteen, jonka on tiivistettävä ja molekyylisempi, jotta tähtien muodostuminen voi tapahtua", sanoi Karin Sundström. - Voimme myös kartoittaa äskettäin muodostuneita tähtiä ympäröivän kaasun, jossa on monia vaikutuksia, kuten supernovaräjähdyksistä. Voimme todella nähdä koko tähtienvälisen väliaineen syklin sen kaikissa yksityiskohdissa. Tämä on perusta miten galaksi muodostaa tähdet".
Mielenkiintoista myös: