Il telescopio Webb osserva milioni di stelle in splendide galassie a spirale

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Il telescopio spaziale James Webb ha catturato immagini brillanti di 19 galassie Galassie a spirale – e i milioni di stelle che chiamano casa – con dettagli senza precedenti che gli astronomi non hanno mai visto prima.

La capacità unica di Webb di osservare l'universo a diverse lunghezze d'onda dell'infrarosso, come il vicino e il medio infrarosso, espone le stelle, il gas e la polvere all'interno della complessa struttura di ciascuna galassia.

Gli astronomi la pensano così circa il 60% Di tutte le galassie, sono galassie a spirale e il nostro sistema solare si trova in uno dei bracci a spirale della Via Lattea. Le osservazioni di Webb potrebbero aiutare gli astronomi a comprendere meglio la formazione stellare e l'evoluzione delle galassie a spirale come la nostra.

Se osservata frontalmente, ciascuna galassia nelle nuove immagini ha bracci a spirale carichi di stelle. Il centro di ciascuna galassia è contrassegnato da ammassi di stelle antiche o Buchi neri supermassicci.

Le osservazioni sono state effettuate nell'ambito di PHANGS, o Fisica ad alto angolo di risoluzione nelle galassie vicine, progetto. Più di 100 astronomi da tutto il mondo partecipano al programma, che esamina anche i dati del telescopio spaziale Hubble, dello strumento MUSE del Very Large Telescope dell'Osservatorio spaziale europeo e dell'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array in Cile.

I dati provenienti da diversi telescopi consentono agli astronomi di effettuare osservazioni su diverse lunghezze d'onda della luce visibile, ultravioletta e radio. L'aggiunta delle informazioni a infrarossi di Webb potrebbe aiutare a colmare alcune lacune nel monitoraggio.

“Le nuove immagini di Webb sono straordinarie”, ha affermato in una nota Janice Lee, membro principale di PHANGS e scienziata del progetto per nuove missioni e iniziative strategiche presso lo Space Telescope Science Institute di Baltimora. “È sorprendente anche per i ricercatori che hanno studiato queste stesse galassie per decenni. Le bolle e i filamenti sono risolti alle scale più piccole mai osservate e raccontano una storia sul ciclo di formazione stellare.”

Gli astronomi hanno utilizzato una webcam nel vicino infrarosso per osservare milioni di stelle, che appaiono di un blu scintillante, raggruppate insieme in ammassi e sparse anche nei bracci delle 19 galassie. Nel frattempo, lo strumento nel medio infrarosso di Webb evidenzia la polvere luminosa che circonda le stelle, così come le stelle rosse ancora in formazione circondate da gas e polvere che aiutano le stelle a crescere.

“Qui è dove possiamo trovare le stelle più nuove e più massicce nelle galassie”, ha detto in una nota Eric Rozolovski, membro del nucleo PHANGS e professore di fisica all'Università di Alberta a Edmonton.

I bracci a spirale brillano praticamente di gas rosso-arancione nelle immagini web. Le immagini verranno utilizzate per aiutare gli astronomi a determinare la distribuzione di gas e polvere nelle galassie a spirale, nonché il modo in cui le galassie vengono alimentate e la formazione stellare si arresta.

“Queste strutture tendono a seguire lo stesso modello in alcune parti delle galassie”, ha detto Rozolovsky. “Li consideriamo come onde, e la loro spaziatura ci dice molto su come la galassia distribuisce gas e polvere”.

Webb ha anche catturato grandi vuoti sferici a forma di conchiglia tra il gas e la polvere galattici, che probabilmente sono stati scavati dalle esplosioni stellari.

“Questi buchi potrebbero essersi formati a seguito dell'esplosione di una o più stelle, creando buchi giganti nel materiale interstellare”, ha detto in una nota Adam Leroy, membro principale di PHANGS e professore di astronomia alla Ohio State University di Columbus.

Gli astronomi credono che le galassie si formino dall'interno verso l'esterno. La formazione stellare inizia al centro della galassia prima di incresparsi attraverso i bracci in una spirale. Ciò significa che la distanza di una stella dal nucleo galattico è proporzionale alla sua età, quindi è probabile che le stelle più giovani siano più lontane dal nucleo galattico. Gli ammassi di stelle blu vicino ai centri di ciascuna galassia indicano stelle più vecchie.

Nel frattempo, alcune galassie hanno protuberanze rosso-rosate vicino ai loro centri.

“Questo è un chiaro segno che potrebbe esserci un buco nero supermassiccio attivo”, ha detto in una nota Eva Scheiner, membro principale di PHANGS e scienziata presso l’Istituto Max Planck per l’astronomia di Heidelberg, in Germania. “Oppure gli ammassi stellari verso il centro sono così luminosi da saturare quella zona dell’immagine.”

Gli scienziati sono molto entusiasti di studiare l'enorme numero di stelle rivelate dalle nuove immagini di Webb, secondo Leroy.

“Le stelle possono vivere per miliardi o trilioni di anni”, ha detto Leroy. “Catalogando con precisione tutti i tipi di stelle, possiamo costruire una visione più affidabile e completa dei loro cicli di vita”.