Zbirka od devetnaest slik spiralnih galaksija snimljenih teleskopom James Webb predstavlja mozaik u kojem se neke galaksije nalaze unutar kvadrata, dok su druge smještene u horizontalne ili vertikalne pravokutnike. Spiralne ruke ovih galaksija osvjetljavaju nijanse narančaste, dok mnoga njihova središta krase lagane plave maglice.

Lako je ostati potpuno očaran ovim spiralnim galaksijama. Prateći njihove jasno definirane ruke, koje su prepune zvijezda, do njihovih središta, mogu se otkriti stari skupovi zvijezda i – ponekad – aktivne supermasivne crne rupe. Samo teleskop James Webb Space Telescope može pružiti izuzetno detaljne prikaze obližnjih galaksija u kombinaciji bliske i srednje infracrvene svjetlosti – a set ovih slika danas je javno objavljen.

Ove slike s Webba dio su velikog, dugogodišnjeg projekta, programa Fizika na visokoj kutnoj rezoluciji u obližnjim galaksijama (PHANGS), koji podržava više od 150 astronoma diljem svijeta. Prije nego što je Webb snimio ove slike, PHANGS je već bio prepun podataka s teleskopa Hubble Space Telescope NASA-e, Veoma Velikog Teleskopa Europskog južnog opservatorija s Multi-Unit Spectroscopic Explorerom i Atacama Large Millimeter/submillimeter Arraya, uključujući promatranja u ultraljubičastom, vidljivom i radijskom svjetlu. Doprinose Webba u bliskom i srednjem infracrvenom spektru pružili su nekoliko novih dijelova slagalice.

"Webbove nove slike su izvanredne," izjavila je Janice Lee, znanstvenica projekta za strateške inicijative u Institutu za svemirski teleskop u Baltimoreu. "One su fascinantne čak i za istraživače koji su desetljećima proučavali iste te galaksije. Mjehurići i filamenta razlučeni su do najmanjih mogućih razmjera ikad promatranih, pričajući priču o ciklusu formiranja zvijezda."

Uzbuđenje se brzo proširilo među timom kako su slike s Webba pristizale. "Imam osjećaj da naš tim živi u stalnom stanju preplavljenosti – na pozitivan način – zbog količine detalja u ovim slikama," dodao je Thomas Williams, postdoktorski istraživač na Sveučilištu u Oxfordu u Ujedinjenom Kraljevstvu.

Praćenje spiralnih ruku
NIRCam (Near-Infrared Camera), infracrvena kamera teleskopa Webb, uhvatila je milijune zvijezda na ovim slikama, koje sjaje u plavim tonovima. Neke zvijezde raspršene su kroz spiralne ruke, dok su druge čvrsto skupljene u skupove zvijezda.

Podaci instrumenta MIRI (Mid-Infrared Instrument) teleskopa ističu svjetlucajuću prašinu, pokazujući nam gdje se ona nalazi oko zvijezda i među njima. Također ističe zvijezde koje još uvijek nisu u potpunosti formirane – još su obavijene plinom i prašinom koji hrane njihov rast, poput svijetlocrvenih sjemenki na vrhovima prašnjavih vrhunaca. "Ovdje možemo pronaći najnovije, najmasivnije zvijezde u galaksijama," rekao je Erik Rosolowsky, profesor fizike na Sveučilištu u Alberti u Edmontonu, Kanada.

Što je još zadivilo astronome? Slike s Webba pokazuju velike, sferne ljuske u plinu i prašini. "Ove rupe mogle bi biti stvorene eksplozijom jedne ili više zvijezda, koje su izrezale ogromne rupe u međuzvjezdanom materijalu," objasnio je Adam Leroy, profesor astronomije na Državnom sveučilištu Ohio u Columbusu.

Sada, pratite spiralne ruke kako biste pronašli proširena područja plina koja se čine crvenima i narančastima. "Ove strukture obično slijede isti uzorak u određenim dijelovima galaksija," dodao je Rosolowsky. "Mislimo na ove kao na valove, a njihov razmak nam puno govori o tome kako galaksija distribuira svoj plin i prašinu." Istraživanje ovih struktura pružit će ključne uvide o tome kako galaksije grade, održavaju i prekidaju formiranje zvijezda.

Zaronite u unutrašnjost
Dokazi pokazuju da galaksije rastu od unutra prema van – formiranje zvijezda počinje u jezgrama galaksija i širi se duž njihovih ruku, spiralno se udaljavajući od središta. Što je zvijezda dalje od jezgre galaksije, veća je vjerojatnost da je mlađa. Nasuprot tome, područja blizu jezgara koja izgledaju kao da su osvijetljena plavim reflektorom su populacije starijih zvijezda.

Što je s jezgrama galaksija koje su preplavljene roza i crvenim difrakcijskim tracima? "To je jasan znak da bi tamo mogla biti aktivna supermasivna crna rupa," rekla je Eva Schinnerer, znanstvenica na Institutu Max Planck za astronomiju u Heidelbergu, Njemačka. "Ili su skupovi zvijezda prema središtu toliko svijetli da su zasitili taj dio slike."
Istraživanja u izobilju

Postoji mnogo smjerova istraživanja koje znanstvenici mogu započeti koristeći kombinirane podatke PHANGS-a, ali neviđen broj zvijezda koje je Webb razlučio je odlično mjesto za početak. "Zvijezde mogu živjeti milijarde ili trilijune godina," rekao je Leroy. "Preciznim katalogiziranjem svih vrsta zvijezda, možemo izgraditi pouzdaniji, sveobuhvatniji pogled na njihove životne cikluse."

Osim što su odmah objavili ove slike, tim PHANGS-a objavio je i dosad najveći katalog od otprilike 100,000 skupova zvijezda. "Količina analize koja se može obaviti s ovim slikama daleko je veća od bilo čega što bi naš tim mogao samostalno obraditi," naglasio je Rosolowsky. "Uzbuđeni smo što možemo podržati zajednicu kako bi svi istraživači mogli doprinijeti."

Izvor: Space Telescope Science Institute, Baltimore, SAD