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Jun 27, 2023

Le galassie non sono solo stelle. Sono reti intricate di gas e polveri

Gli astronomi studiano il processo di formazione stellare da decenni. Man mano che disponiamo di telescopi sempre più potenti, gli intricati dettagli di uno dei processi più affascinanti della natura diventano più chiari. IL

Gli astronomi studiano il processo di formazione stellare da decenni. Man mano che disponiamo di telescopi sempre più potenti, gli intricati dettagli di uno dei processi più affascinanti della natura diventano più chiari. Le prime fasi della formazione stellare avvengono all’interno di un denso velo di gas e polvere che ostacola le nostre osservazioni.

Ma il telescopio spaziale James Webb vede attraverso il velo nelle sue immagini delle galassie vicine.

La collaborazione PHANGS (Physics at High Angular Resolution in Near Galaxies) riguarda un’ampia indagine delle galassie a spirale vicine. Il suo obiettivo è "... comprendere l'interazione della fisica su piccola scala del gas e della formazione stellare con la struttura galattica e l'evoluzione delle galassie", secondo il sito web PHANGS.

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Telescopi come il telescopio spaziale Hubble e ALMA hanno contribuito a PHANGS e hanno risolto singole nubi di gas e complessi di formazione stellare nelle galassie che sono le culle della nascita delle stelle e i motori dell’evoluzione galattica. Ora che il JWST è operativo, partecipa anche al PHANGS.

In queste immagini PHANGS il telescopio spaziale James Webb mostra ancora una volta la sua impressionante potenza. L'alta risoluzione e le capacità infrarosse del Webb rivelano nuovi dettagli nelle lontane galassie a spirale, comprese intricate reti di strutture gassose e polverose. Le sue osservazioni hanno portato a non meno di 21 nuovi articoli. Questo avviene dopo che il telescopio ha ripreso solo 5 dei suoi 19 bersagli totali:

Le immagini mostrano galassie i cui bracci a spirale sono quasi schiumati con filamenti sovrapposti di gas e polvere e bolle scavate da stelle appena formate.

L'immagine principale mostra NGC 1433, una galassia a spirale barrata con una struttura a doppio anello distante circa 46 milioni di anni luce. La sua regione centrale sperimenta un'intensa attività di formazione stellare. Anche i suoi bracci a spirale sono pieni di giovani stelle e il JWST mette in risalto tutto con dettagli gloriosi. NGC 1433 ha un'interessante caratteristica del doppio anello nel suo nucleo, dove stretti bracci a spirale si avvolgono l'uno attorno all'altro e attorno alla barra.

L'abilità di osservazione a infrarossi del JWST porta qualcosa di nuovo sul tavolo. Quando nascono stelle molto giovani, l'azione è nascosta dietro un velo di gas e polvere. Solo dopo che la stella ha brillato per un po', soffia via il velo con il suo vento stellare e gli astronomi possono vedere la giovane stella. Ma il JWST non deve aspettare. Può vedere attraverso il gas e la polvere e offrire agli astronomi la visione di stelle molto più giovani rispetto ad altri telescopi.

L'Hubble non può vedere facilmente oltre la polvere come fa JWST perché l'Hubble non può vedere i fotoni del medio infrarosso. Quando minuscoli granelli di polvere in galassie come NGC 1433 assorbono fotoni UV e ottici dalle giovani stelle, i granelli di polvere vengono riscaldati abbastanza da produrre foto nel medio infrarosso in un processo chiamato riscaldamento stocastico. Il James Webb eccelle nel vedere il medio IR e grazie a ciò l'intera struttura della galassia è più chiara nelle immagini JWST.

L'immagine Webb rappresenta un notevole miglioramento rispetto alle immagini precedenti e, sebbene il dettaglio visivo sia ciò che attira la maggior parte degli occhi, il WEBB offre agli astronomi anche un notevole miglioramento nel dettaglio scientifico.

La galassia successiva nell'elenco è M 74, una galassia a spirale distante circa 32 milioni di anni luce, conosciuta anche come Galassia Fantasma. È un esempio del tipo di galassia a spirale di grande design grazie ai suoi due bracci a spirale chiaramente definiti. Mentre i bracci di altre galassie a spirale possono apparire confusi e mal definiti, i bracci di M 74 risaltano in netto rilievo.

Il JWST non solo è migliore nel vedere i fotoni MIR (medio infrarosso) rispetto ad altri telescopi come l'Hubble, ma ha anche una risoluzione angolare più elevata, il che significa che i piccoli dettagli sono più chiaramente visibili. La risoluzione migliorata del telescopio spaziale mostra quanto sia intricata la struttura di M 74, con filamenti sottilissimi di gas e polvere che si snodano verso l'esterno dal centro verso i grandi bracci a spirale della galassia.

M 74 è di fronte dal nostro punto di vista, rendendolo un obiettivo prezioso per gli astronomi. Una delle caratteristiche distintive di M 74 è il suo centro, o ciò che gli astronomi chiamano la regione nucleare. La regione nucleare di M 74 è priva del gas comune in altre galassie a spirale, offrendo agli astronomi una visione chiara dell'ammasso stellare nucleare della galassia.