Nowa galeria zdjęć z Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba przedstawia portrety 19 galaktyk spiralnych w bliskiej i średniej podczerwieni. Ten nowy zestaw zdjęć przedstawia gwiazdy, gaz i pył w najmniejszych skalach, jakie kiedykolwiek zaobserwowano poza naszą galaktyką. Zespoły naukowców badają te obrazy, aby odkryć pochodzenie tych skomplikowanych struktur. Zbiorowa analiza przeprowadzona przez społeczność badaczy ostatecznie dostarczy informacji do symulacji tworzonych przez teoretyków i pogłębi naszą wiedzę na temat powstawania gwiazd i ewolucji galaktyk spiralnych.
Jeśli podążysz za każdym z wyraźnie określonych ramion galaktyki, które są pełne gwiazd, do ich centrów, możesz znaleźć stare gromady gwiazd i – czasami – aktywne supermasywne czarne dziury. Tylko Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba jest w stanie dostarczyć bardzo szczegółowych obrazów pobliskich galaktyk w zakresie bliskiej i średniej podczerwieni.
Te zdjęcia Webba są częścią dużego, długotrwałego projektu, programu Physics at High Angular Resolution in Nearby GalaxieS (PHANGS), realizowanego przez ponad 150 astronomów na całym świecie. Zanim Webb wykonał te zdjęcia, PHANGS był już pełen danych z Kosmicznego Teleskopu Hubble’a NASA/ESA, Wielojednostkowego Eksploratora Spektroskopowego Bardzo Dużego Teleskopu oraz Atacama Large Millimeter/submilimetr Array, w tym obserwacji w ultrafiolecie, świetle widzialnym i radiowym. Wkład Webba w zakresie bliskiej i średniej podczerwieni dostarczył kilku nowych elementów układanki.
Kamera NIRCam (kamera bliskiej podczerwieni) Webba uchwyciła na tych zdjęciach miliony gwiazd, które mienią się niebieskimi odcieniami. Niektóre gwiazdy są rozproszone po ramionach spiralnych, inne zaś są ciasno zbite w gromadach gwiazd.
Dane z instrumentu MIRI (instrument średniej podczerwieni) uwypuklają świecący pył, pokazując nam, gdzie występuje on za gwiazdami, wokół nich i pomiędzy nimi. Wskazuje także gwiazdy, które nie są jeszcze w pełni uformowane – są nadal otoczone gazem i pyłem, które napędzają ich wzrost.
Ku zdumieniu astronomów zdjęcia Webba pokazują także duże, kuliste powłoki w gazie i pyle, które mogły powstać w wyniku eksplozji gwiazd.
Rozciągnięte obszary gazu w ramionach spiralnych również ujawniają szczegóły w kolorze czerwonym i pomarańczowym. Astronomowie badają odstępy między tymi obiektami, aby dowiedzieć się, w jaki sposób galaktyka rozprowadza w swojej objętości gaz i pył. Struktury te dostarczą kluczowych informacji na temat tego, jak galaktyki budują, utrzymują i hamują powstawanie gwiazd.
Dowody wskazują, że galaktyki rosną od środka na zewnątrz – powstawanie gwiazd rozpoczyna się w jądrach galaktyk i rozprzestrzenia się wzdłuż ich ramion, spiralnie coraz dalej od centrum. Im dalej gwiazda znajduje się od jądra galaktyki, tym większe jest prawdopodobieństwo, że jest młodsza. Dla kontrastu, obszary w pobliżu jądra galaktyki, które wyglądają na oświetlone niebieskim światłem punktowym, to populacje starszych gwiazd. Jądra galaktyk zalane różowo-czerwonymi kolcami dyfrakcyjnymi mogą wskazywać na aktywną supermasywną czarną dziurę lub nasycenie jasnych gromad gwiazd w kierunku centrum.
Istnieje wiele kierunków badań, które naukowcy mogą rozpocząć, korzystając z połączonych danych z PHANGS, ale bezprecedensowa liczba gwiazd odkrytych przez Webba jest doskonałym punktem wyjścia. Oprócz opublikowania tych zdjęć zespół PHANGS opublikował także największy jak dotąd katalog obejmujący około 100 000 gromad gwiazd.