Много хора смятат, че с изключение на големите небесни обекти като планети, звезди или астероиди, космическото пространство е празно. Но всъщност пространството между звездните системи вътре в галактиките е запълнено с така наречената междузвездна среда и при подходящи условия от това вещество се образуват нови звезди.
„Използване на телескопа Джеймс Уеб възможно е да се създадат невероятни карти на близките галактики с много висока разделителна способност, които предоставят удивително детайлни изображения на междузвездната среда“, казват учените.
Макар че Уеб могат да гледат много далечни галактики, тези, изследвани от екипа от учени в новото изследване, са относително близки, на около 30 милиона светлинни години, включително галактиката Фантом (известна също като M74 или NGC 628). Общо са изследвани данни от 19 галактики. Учените се фокусираха върху специфичен компонент на междузвездната среда, наречен полиароматни въглеводороди (PAH).
Когато малките PAH абсорбират фотон от звездата, те вибрират и създават емисионни ефекти, които могат да бъдат открити в средния инфрачервен електромагнитен спектър. Това обикновено не се случва при по-големи зърна прах. Вибрационните свойства на PAH позволяват на изследователите да наблюдават много важни характеристики, включително размер, йонизация и структура.
„Космическият телескоп Spitzer изучаваше обекти в средния инфрачервен диапазон и аз използвах това в докторската си дисертация. „След като Spitzer беше изведен от експлоатация, ние нямахме достъп до средния инфрачервен спектър, докато не се появи телескопът James Webb“, каза водещият автор на изследването, доцентът по физика Карин Сандстром. - Огледалото Spitzer беше 0,8 м, огледалото Webb беше 6,5 м. Това е огромен телескоп с невероятни инструменти.
Въпреки че PAH не представляват голяма част от целия газ в междузвездната среда по маса, те са важни, защото лесно се йонизират, което вече може да доведе до образуването на фотоелектрони. По-доброто разбиране на PAH ще доведе до по-добро разбиране на физиката на междузвездната среда и как работят нещата в нея. Астрофизиците се надяват, че Webb ще даде представа как се образуват, променят и разграждат полиароматните въглеводороди.
Тъй като са разпространени в междузвездната среда, PAH позволяват на изследователите да виждат всичко около тях. Предишните карти например са правени с телескоп Spitzer, съдържаше в пъти по-малко подробности. Webb предоставя много по-резки изображения.
Тази програма е част от проекта ПХАНГС (Physics at High Angular Resolution in Nearby GalaxieS), който изучава образуването на звезди и междузвездната среда, използвайки изображения от Atacama Large Millimeter/sub-millimeter Array и Very Large Telescope. Но плътните облаци, в които се образуват звезди, съдържат много прах и е трудно за оптичната светлина да проникне вътре. Така че средният инфрачервен спектър позволява на изследователите да получат по-подробни изображения.
„Вече можем да картографираме всякакви неща, включително структурата на дифузния газ, който трябва да стане по-плътен и по-молекулен, за да може да се образува звезда“, каза Карин Сундстрьом. - Можем също да картографираме газа около новообразуваните звезди, където има много ефекти, като например от експлозии на свръхнови. Ние наистина можем да видим целия цикъл на междузвездната среда във всичките му детайли. Това е основата на това как галактика образува звездите“.
Също интересно: