Un nuovo tesoro di immagini provenienti dal telescopio spaziale James Webb di NASA/ESA/CSA mostra i ritratti nel vicino e medio infrarosso di 19 galassie a spirale frontali. Questa nuova serie di splendide immagini mostra stelle, gas e polvere sulle scale più piccole mai osservate oltre la nostra galassia. Team di ricercatori stanno studiando queste immagini per scoprire le origini di queste intricate strutture. L’analisi collettiva della comunità di ricerca alla fine informerà le simulazioni dei teorici e farà avanzare la nostra comprensione della formazione stellare e dell’evoluzione delle galassie a spirale.
Seguendo ciascuno dei bracci chiaramente definiti delle galassie, che sono pieni di stelle, fino ai loro centri, potrebbero esserci vecchi ammassi stellari e, a volte, buchi neri supermassicci attivi. Solo il telescopio spaziale James Webb può fornire scene altamente dettagliate delle galassie vicine in una combinazione di luce nel vicino e medio infrarosso – e una serie di queste immagini sono state rese pubbliche oggi.
Queste immagini di Webb fanno parte di un ampio progetto di lunga data, il programma Physics at High Angular Resolution in Near GalaxieS (PHANGS), che è supportato da oltre 150 astronomi in tutto il mondo. Prima che Webb scattasse queste immagini, PHANGS era già pieno di dati provenienti dal telescopio spaziale Hubble di NASA/ESA, dal Multi-Unit Spectroscopic Explorer del Very Large Telescope e dall’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, comprese osservazioni nella luce ultravioletta, visibile e radio. I contributi di Webb nel vicino e medio infrarosso hanno fornito diversi nuovi pezzi del puzzle.
Milioni di stelle, polvere e gas
La NIRCam (Near-Infrared Camera) di Webb ha catturato milioni di stelle in queste immagini, che brillano nei toni del blu. Alcune stelle sono sparse lungo i bracci delle spirali, ma altre sono raggruppate strettamente in ammassi stellari.
I dati MIRI (Mid-Infrared Instrument) del telescopio evidenziano la polvere luminosa, mostrandoci dove si trova dietro, intorno e tra le stelle. Mettono in luce anche le stelle che non si sono ancora completamente formate: sono ancora racchiuse nel gas e nella polvere che ne alimentano la crescita, come semi rosso vivo sulla punta di picchi polverosi.
Con stupore degli astronomi, le immagini di Webb mostrano anche grandi gusci sferici nel gas e nella polvere che potrebbero essere stati creati dalle stelle esplose. Le regioni estese di gas dei bracci a spirale rivelano anche dettagli in rosso e arancione. Gli astronomi studiano la distanza di queste caratteristiche per capire come una galassia distribuisce il suo gas e la sua polvere. Queste strutture forniranno informazioni chiave su come le galassie costruiscono, mantengono e interrompono la formazione stellare.
Le evidenze dimostrano che le galassie crescono dall’interno verso l’esterno: la formazione stellare inizia nei nuclei delle galassie e si diffonde lungo i loro bracci, allontanandosi a spirale dal centro. Più una stella è lontana dal nucleo della galassia, più è probabile che sia più giovane. Al contrario, le aree vicino ai nuclei che sembrano illuminate da un riflettore blu sono popolazioni di stelle più vecchie. I nuclei delle galassie inondati di picchi di diffrazione rosa e rossi potrebbero indicare un buco nero supermassiccio attivo o una saturazione di ammassi stellari luminosi verso il centro.
Ci sono molte strade di ricerca che gli scienziati possono iniziare a perseguire con i dati PHANGS combinati, ma il numero senza precedenti di stelle risolte da Webb rappresenta un ottimo punto di partenza. Oltre a pubblicare immediatamente queste immagini, il team PHANGS ha anche pubblicato il più grande catalogo fino ad oggi di circa 100.000 ammassi stellari.
