NASA’s Webb toont verbluffende structuren in 19 nabijgelegen spiraalstelsels

By | January 29, 2024

Volledig artikel

Het is gemakkelijk om volledig gefascineerd te raken door deze spiraalstelsels. Volg hun duidelijk gedefinieerde armen, vol met sterren, naar hun centra, waar oude sterrenhopen en – soms – actieve superzware zwarte gaten zich kunnen bevinden. Alleen de James Webb-ruimtetelescoop van NASA kan zeer gedetailleerde scènes weergeven van nabijgelegen sterrenstelsels in een combinatie van nabij- en midden-infraroodlicht – en een aantal van deze beelden zijn vandaag publiekelijk vrijgegeven.

Deze Webb-afbeeldingen maken deel uit van een groot langetermijnproject, het Physics at High Angular Resolution in Near GalaxieS (PHANGS)-programma, ondersteund door meer dan 150 astronomen wereldwijd. Voordat Webb deze beelden maakte, zat PHANGS al vol met gegevens van NASA’s Hubble-ruimtetelescoop, de Multi-Unit Spectroscopic Explorer van de Very Large Telescope en de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, inclusief waarnemingen in ultraviolet, zichtbaar licht en radiolicht. Webb’s bijdragen aan het nabij- en midden-infraroodgebied hebben verschillende nieuwe stukjes aan de puzzel opgeleverd.

“De nieuwe beelden van Webb zijn buitengewoon”, zegt Janice Lee, projectwetenschapper voor strategische initiatieven bij het Space Telescope Science Institute in Baltimore. “Ze zijn overweldigend, zelfs voor onderzoekers die al tientallen jaren dezelfde sterrenstelsels bestuderen. Bellen en filamenten worden opgelost tot op de kleinste schaal die ooit is waargenomen, en vertellen een verhaal over de stervormingscyclus.”

Terwijl de beelden van Webb binnenstroomden, verspreidde de opwinding zich snel door het hele team. “Ik heb het gevoel dat ons team voortdurend – op een goede manier – overweldigd wordt door het detailniveau van deze beelden”, zegt Thomas Williams, een postdoctoraal onderzoeker aan de Universiteit van Oxford in het Verenigd Koninkrijk.

Volg de spiraalarmen

Webb’s NIRCam (Near-Infrared Camera) legde in deze beelden miljoenen sterren vast die schitterden in blauwtinten. Sommige sterren zijn verspreid over de spiraalarmen, maar andere zijn dicht geclusterd in sterrenhopen.

De MIRI-gegevens (Mid-Infrared Instrument) van de telescoop benadrukken gloeiend stof en laten ons zien waar het zich rond en tussen de sterren bevindt. Het verlicht ook sterren die nog niet volledig gevormd zijn; ze zijn nog steeds omgeven door gas en stof die hun groei stimuleren, zoals helderrode zaden aan de toppen van stoffige toppen. “Hier kunnen we de nieuwste, meest massieve sterren in de sterrenstelsels vinden”, zegt Erik Rosolowsky, hoogleraar natuurkunde aan de Universiteit van Alberta in Edmonton, Canada.

Nog iets dat astronomen verbaasde? De afbeeldingen van Webb tonen grote, bolvormige granaten in het gas en stof. ‘Deze gaten zouden gevormd kunnen zijn door een of meer geëxplodeerde sterren die enorme gaten in de interstellaire materie hebben geslagen’, legt Adam Leroy, hoogleraar astronomie aan de Ohio State University in Columbus, uit.

Volg nu de spiraalarmen en vind uitgestrekte gasgebieden die rood en oranje lijken. “Deze structuren volgen meestal hetzelfde patroon in bepaalde delen van de sterrenstelsels,” voegde Rosolowsky eraan toe. ‘Wij beschouwen dit als golven, en hun afstanden vertellen ons veel over hoe een sterrenstelsel zijn gas en stof verdeelt.’ Het bestuderen van deze structuren zal belangrijke inzichten opleveren in de manier waarop sterrenstelsels stervorming opbouwen, in stand houden en stoppen.

Duik naar binnen

Er zijn aanwijzingen dat sterrenstelsels van binnenuit groeien: stervorming begint in de kern van sterrenstelsels en verspreidt zich langs hun armen, spiraalvormig weg van het centrum. Hoe verder een ster verwijderd is van de kern van het sterrenstelsel, hoe waarschijnlijker het is dat hij jonger is. De gebieden nabij de kernen die verlicht lijken door een blauwe spotlight zijn daarentegen populaties van oudere sterren.

Hoe zit het met de kernen van sterrenstelsels die overspoeld worden door roze en rode diffractiepieken? “Dit is een duidelijk teken dat er mogelijk een actief superzwaar zwart gat bestaat”, zegt Eva Schinnerer, onderzoeksmedewerker aan het Max Planck Instituut voor Astronomie in Heidelberg. “Of de sterrenhopen in het centrum zijn zo helder dat ze dat deel van het beeld hebben verzadigd.”

Onderzoek in overvloed

Er zijn veel onderzoeksrichtingen die wetenschappers kunnen volgen met de gecombineerde PHANGS-gegevens, maar het ongekende aantal sterren dat Webb heeft opgelost is een goed startpunt. “Sterren kunnen miljarden of biljoenen jaren leven,” zei Leroy. “Door alle soorten sterren nauwkeurig te catalogiseren, kunnen we een betrouwbaarder, holistischer beeld van hun levenscycli creëren.”

Naast de onmiddellijke vrijgave van deze beelden heeft het PHANGS-team ook de grootste catalogus tot nu toe uitgebracht, met ongeveer 100.000 sterrenhopen. “De reikwijdte van de analyse die met deze beelden kan worden uitgevoerd is veel groter dan alles wat ons team ooit aankan,” benadrukte Rosolowsky. “We zijn blij om de gemeenschap te ondersteunen, zodat alle onderzoekers kunnen bijdragen.”

Mis de onderstaande afbeeldingen niet: de afbeeldingen van Webb worden gedeeld met die van dezelfde sterrenstelsels vastgelegd door NASA’s Hubble-ruimtetelescoop.

De James Webb-ruimtetelescoop is ‘s werelds toonaangevende ruimteobservatorium. Webb lost mysteries op in ons zonnestelsel, kijkt verder dan de verre werelden rond andere sterren en onderzoekt de mysterieuze structuren en oorsprong van ons universum en onze plaats daarin. Webb is een internationaal programma onder leiding van NASA met zijn partners ESA (European Space Agency) en de Canadian Space Agency.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *