Luglio 22, 2024

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Le straordinarie immagini JWST di 19 galassie a spirale rivelano un'incredibile diversità

Le straordinarie immagini JWST di 19 galassie a spirale rivelano un'incredibile diversità

Se sei affascinato dalla natura, queste immagini di galassie a spirale non ti aiuteranno a sfuggire alla tua magia.

Queste immagini mostrano dettagli sorprendenti in 19 forme a spirale, riprese frontalmente dal telescopio spaziale James Webb. I bracci galattici sono illuminati da un gran numero di stelle infrarosse, così come i densi nuclei galattici, dove si trovano i buchi neri supermassicci.

Il telescopio spaziale James Webb ha catturato queste immagini come parte del programma Physics at High Angle Risoluzione in Near Galaxies (PHANGS). Zanna Si tratta di un programma a lungo termine volto a comprendere come il gas e la formazione stellare interagiscono con la struttura e l’evoluzione galattica.

Queste immagini web fanno parte di un ampio progetto a lungo termine, il programma Physics at High Angle Risoluzione in Near Galaxies (PHANGS), che è supportato da oltre 150 astronomi in tutto il mondo. Prima che Webb scattasse queste immagini, PHANGS era pieno di dati provenienti dal telescopio spaziale Hubble della NASA, dal Multi-Module Spectrograph 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 campo del vicino e medio infrarosso hanno fornito molti nuovi pezzi del puzzle. (NASA/ESA/CSA)

Uno dei quattro obiettivi scientifici principali di Webb è studiare come si formano ed evolvono le galassie, e il programma PHANGS alimenta questo impegno. VLT, ALMA, Hubble e ora JWST hanno tutti contribuito a questo.

“Le nuove immagini di Webb sono straordinarie. Sono sorprendenti anche per i ricercatori che hanno studiato queste stesse galassie per decenni.”

Janice Lee, scienziata del progetto, Space Telescope Science Institute.

JWST può vedere nella luce del vicino infrarosso (NIR) e del medio infrarosso (MIR). Ciò significa che rivela dettagli diversi, più dettagliati, persino del potente telescopio spaziale Hubble, che opera nella luce visibile, nella luce ultravioletta e in una piccola porzione di luce infrarossa.

Una galassia a spirale i cui bracci si estendono più a destra che a sinistra, facendola apparire sbilenca
Questa è NGC 4254 (Messier 99), una galassia a spirale distante circa 50 milioni di anni luce. Ha la particolarità che un braccio della spirale sembra naturale, mentre l'altro è allungato e meno stretto. Sebbene non sia una galassia starburst, forma le stelle tre volte più velocemente di altre galassie simili. Questo rapido tasso di formazione stellare potrebbe essere il risultato dell’interazione con un’altra galassia circa 280 milioni di anni fa. Con l'aiuto del telescopio spaziale James Webb, il programma PHANGS aiuterà gli astronomi a comprendere la storia di NGC 4254. (NASA, ESA, CSA, STScI, Janice Lee (STScI), Thomas Williams (Oxford), PHANGS Team)

In queste immagini ad alta risoluzione del telescopio spaziale James Webb, il colore rosso è il gas e la polvere che emettono luce infrarossa, che il telescopio spaziale James Webb eccelle nel vedere. Alcune immagini contengono protuberanze di diffrazione luminose al centro della galassia, causate da un'enorme quantità di luce.

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Ciò potrebbe indicare un buco nero supermassiccio attivo, o potrebbe provenire da una concentrazione estremamente elevata di stelle.

“Questo è un chiaro segno che potrebbe esserci un buco nero supermassiccio attivo”, ha affermato Eva Scheinerer, scienziata dell’Istituto Max Planck per l’astronomia di Heidelberg, in Germania. “Oppure gli ammassi stellari verso il centro sono così luminosi da saturare quella zona dell’immagine.”

Dettaglio centrale della galassia a spirale con riflesso lente come punte al centro
Il picco di diffrazione al centro di NGC 1365 è un artefatto del telescopio causato da un'enorme quantità di luce in un'area compatta. Ciò è causato da un buco nero supermassiccio attivo o da stelle fitte al centro della galassia. NGC 1365 è una galassia a spirale a doppia barra distante circa 74 milioni di anni luce. (NASA, ESA, CSA, STScI, Janice Lee (STScI), Thomas Williams (Oxford), squadra PHANGS)

Le stelle vicine al centro galattico sono generalmente molto più antiche delle stelle tra le braccia. Più una stella è lontana dal centro della galassia, più è giovane. Le stelle più nuove appaiono blu, dopo aver fatto esplodere il bozzolo di gas e polvere in cui sono nate.

Le masse arancioni indicano le stelle più giovani. È ancora avvolto in una coltre di gas e polvere, e continua a raccogliere e modellare attivamente i materiali.

“Qui è dove possiamo trovare le stelle più nuove e massicce nelle galassie”, ha detto Eric Rozolovsky, professore di fisica all'Università di Alberta a Edmonton, in Canada.

Questa è NGC 1672, una galassia a spirale distante circa 60 milioni di anni luce. Potrebbe trattarsi di una galassia di Seyfert di tipo II, anche se gli astronomi non ne sono del tutto sicuri. Ha un nucleo luminoso e una regione circostante a forma di stella. (NASA, ESA, CSA, STScI, Janice Lee (STScI), Thomas Williams (Oxford), squadra PHANGS)

Le nuove immagini sono state rilasciate insieme ad alcune viste di Hubble delle stesse galassie. Questi evidenziano come l’osservazione di diverse lunghezze d’onda della luce riveli o oscuri diversi dettagli nelle galassie. Nel programma di osservazione PHANGS, diversi telescopi hanno osservato le galassie nella luce visibile, infrarossa, ultravioletta e radio.

Poiché l'occhio umano non può vedere la luce infrarossa, diversi colori visibili vengono assegnati a diverse lunghezze d'onda della luce per rendere le immagini significative. Nell'immagine JWST di NGC 628 qui sopra, il centro galattico è pieno di stelle antiche che emettono alcune delle lunghezze d'onda della luce più corte che un telescopio possa rilevare. È stato dato loro un colore blu per renderli visibili.

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Nell'immagine di Hubble, la stessa area appare più gialla e opaca. La regione emette le lunghezze d'onda della luce più lunghe che Hubble può percepire, quindi ha assegnazioni di colori diverse rispetto al telescopio spaziale James Webb.

Vista di Hubble (a sinistra) e JWST (a destra) delle galassie a spirale
Immagine del telescopio spaziale Hubble di NGC 628 (a sinistra) e della stessa galassia ripresa dal telescopio spaziale James Webb (a destra). Entrambe le immagini sono grandi, stimolanti e informative, ma l'immagine del telescopio spaziale James Webb fornisce maggiori dettagli. Tra le concentrazioni di gas e polvere compaiono grandi spazi a forma di bolla. In alcune immagini, ciò potrebbe essere causato da supernovae. (NASA, ESA, CSA, STScI, Janice Lee (STScI), Thomas Williams (Oxford), squadra PHANGS)

Janice Lee è una scienziata di progetto presso lo Space Telescope Science Institute di Baltimora.

Ha parlato per tutti noi quando ha detto: “Le nuove immagini di Webb sono straordinarie. Sono sorprendenti anche per i ricercatori che hanno studiato queste stesse galassie per decenni. Le bolle e i filamenti sono risolti fino alle scale più piccole mai osservate e raccontano una storia sul ciclo di formazione stellare.”

Queste galassie sono tutte galassie a spirale come la Via Lattea, il che significa che sono definite da bracci massicci. I bracci a spirale assomigliano a onde che viaggiano attraverso lo spazio piuttosto che a singole stelle che si muovono collettivamente. Gli astronomi studiano i bracci perché possono fornire informazioni fondamentali su come le galassie vengono costruite e mantenute e su come fermare la formazione stellare.

“Queste strutture tendono a seguire lo stesso modello in alcune parti delle galassie”, ha aggiunto Rozolovsky. “Li consideriamo come onde, e la loro spaziatura ci dice molto su come la galassia distribuisce gas e polvere”.

Da quando ha iniziato le sue operazioni scientifiche, il telescopio spaziale James Webb ha fornito agli astronomi un enorme flusso di dati che alimenteranno la ricerca per anni e decenni a venire. Queste bellissime immagini sono solo parte di un rilascio di dati più ampio che include un catalogo di circa 100.000 ammassi stellari.

“La scala di analisi che può essere effettuata con queste immagini è di gran lunga maggiore di qualsiasi cosa il nostro team possa gestire”, ha affermato Eric Rozolovsky dell'Università di Alberta. “Siamo entusiasti di supportare la comunità in modo che tutti i ricercatori possano contribuire”.

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Questo articolo è stato originariamente pubblicato da L'universo oggi. sta leggendo Articolo originale.