Mange mennesker tror, at bortset fra store himmellegemer som planeter, stjerner eller asteroider, er det ydre rum tomt. Men faktisk er rummet mellem stjernesystemer inde i galakser fyldt med det såkaldte interstellare medium, og under de rette forhold dannes nye stjerner af dette stof.
"Ved brug af James Telescope Webb det er muligt at skabe utrolige kort over nærliggende galakser i meget høj opløsning, som giver utroligt detaljerede billeder af det interstellare medium,” siger forskerne.
Selvom Webb kan se på meget fjerne galakser, er dem, der er undersøgt af holdet af forskere i den nye undersøgelse, relativt tæt på, omkring 30 millioner lysår væk, inklusive Fantomgalaksen (også kendt som M74 eller NGC 628). I alt blev data fra 19 galakser undersøgt. Forskerne fokuserede på en specifik komponent af det interstellare medium kaldet polyaromatiske kulbrinter (PAH'er).
Når små PAH'er absorberer en foton fra stjernen, vibrerer de og skaber emissionseffekter, som kan detekteres i det melleminfrarøde elektromagnetiske spektrum. Dette sker normalt ikke med større støvkorn. PAH'ernes vibrationsegenskaber gør det muligt for forskere at observere mange vigtige egenskaber, herunder størrelse, ionisering og struktur.
"Spitzer-rumteleskopet studerede objekter i det mellem-infrarøde område, og jeg brugte dette i min doktorafhandling. "Efter at Spitzer blev dekommissioneret, havde vi ikke adgang til det mellem-infrarøde spektrum, før James Webb-teleskopet kom," sagde hovedforfatter af undersøgelsen, lektor i fysik Karin Sandstrom. - Spitzer-spejlet var 0,8 m, Webb-spejlet var 6,5 m. Dette er et kæmpe teleskop med fantastiske instrumenter.
Selvom PAH'er ikke udgør en stor del af al gas i det interstellare medium i massevis, er de vigtige, fordi de let ioniseres, hvilket allerede kan føre til dannelsen af fotoelektroner. En bedre forståelse af PAH'er vil føre til en bedre forståelse af det interstellare mediums fysik og hvordan tingene fungerer i det. Astrofysikere håber, at Webb vil give indsigt i, hvordan polyaromatiske kulbrinter dannes, ændres og nedbrydes.
Fordi de er fordelt i det interstellare medium, giver PAH'er forskere mulighed for at se alt omkring dem. Tidligere kort blev for eksempel lavet med et teleskop Spitzer, indeholdt mange gange færre detaljer. Webb giver meget skarpere billeder.
Dette program er en del af projektet PHANGS (Physics at High Angular Resolution in Nearby GalaxieS), som studerer stjernedannelse og det interstellare medium ved hjælp af billeder fra Atacama Large Millimeter/sub-millimeter Array og Very Large Telescope. De tætte skyer, hvori der sker stjernedannelse, indeholder dog meget støv, og det er svært for optisk lys at trænge ind. Så det mellem-infrarøde spektrum giver forskere mulighed for at få mere detaljerede billeder.
"Vi kan nu kortlægge alle mulige ting, inklusive strukturen af den diffuse gas, som skal blive tættere og mere molekylær for at stjernedannelsen kan ske," sagde Karin Sundström. - Vi kan også kortlægge gassen omkring nydannede stjerner, hvor der er mange effekter, fx fra supernovaeksplosioner. Vi kan virkelig se hele det interstellare mediums cyklus i alle detaljer. Dette er grundlaget for hvordan galakse danner stjernerne".
Også interessant: