Das James-Webb-Teleskop erfasst leuchtende Bilder von 19 Spiralgalaxien

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Eine Reihe neu veröffentlichter Bilder, die vom James-Webb-Weltraumteleskop aufgenommen wurden, zeigen in bemerkenswerten Details 19 Spiralgalaxien, die sich relativ nahe unserer Milchstraße befinden, und bieten neue Hinweise auf die Sternentstehung sowie die galaktische Struktur und Entwicklung.

Die Bilder wurden am Montag von einem Team von Wissenschaftlern veröffentlicht, die an einem Projekt namens Physics at High Angular Resolution in Nearby GalaxieS (PHANGS) beteiligt sind, das an mehreren großen astronomischen Observatorien betrieben wird.

Die nächstgelegene der 19 Galaxien heißt NGC 5068 und ist etwa 15 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt. Die am weitesten entfernte Galaxie heißt NGC 1365 und ist etwa 60 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt. Ein Lichtjahr ist die Distanz, die das Licht in einem Jahr zurücklegt, also 9,5 Billionen Kilometer.

Das James-Webb-Weltraumteleskop (JWST) wurde 2021 gestartet und begann 2022 mit der Datenerfassung. Es veränderte das Verständnis des frühen Universums und machte wundersame Bilder des Kosmos. Das umlaufende Observatorium betrachtet das Universum hauptsächlich im Infrarotbereich. Das Hubble-Weltraumteleskop, das 1990 gestartet wurde und immer noch in Betrieb ist, hat es hauptsächlich im optischen und ultravioletten Wellenlängenbereich untersucht.

Eine Spiralgalaxie, die 35 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt liegt.
Die Spiralgalaxie NGC 2835, die 35 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt liegt, ist auf einem undatierten Bild des James Webb-Weltraumteleskops zu sehen. ( NASA, ESA, CSA, STScI, Janice Lee (STScI), Thomas Williams (Oxford), PHANGS-Team/Reuters)

Spiralgalaxien, die riesigen Windrädern ähneln, sind ein häufiger Galaxientyp. Unsere Milchstraße ist eine.

Die neuen Beobachtungen kamen von Webbs Nahinfrarotkamera (NIRCam) und Mittelinfrarotinstrument (MIRI). Sie zeigen etwa 100.000 Sternhaufen und Millionen oder vielleicht Milliarden einzelner Sterne.

„Diese Daten sind wichtig, da sie uns einen neuen Blick auf die früheste Phase der Sternentstehung ermöglichen“, sagte der Astronom Thomas Williams von der Universität Oxford, der die Datenverarbeitung der Bilder durch das Team leitete.

Eine Sammlung von 19 Spiralgalaxien.
Auf diesem Kombinationsfoto ist eine Ansammlung von 19 Spiralgalaxien zu sehen, die vom James-Webb-Weltraumteleskop frontal betrachtet wurden. (NASA, ESA, CSA, STScI, Janice Lee (STScI), Thomas Williams (Oxford), PHANGS-Team/Reuters)

„Sterne werden tief in staubigen Wolken geboren, die das Licht bei sichtbaren Wellenlängen – worauf das Hubble-Weltraumteleskop empfindlich reagiert – vollständig blockieren, aber diese Wolken leuchten bei den JWST-Wellenlängen. Wir wissen nicht viel über diese Phase, nicht einmal.“ Wie lange es wirklich dauert, und daher werden diese Daten von entscheidender Bedeutung sein, um zu verstehen, wie Sterne in Galaxien ihr Leben beginnen.“

Etwa die Hälfte der Spiralgalaxien hat eine gerade Struktur, einen sogenannten Balken, der vom galaktischen Zentrum ausgeht, an dem die Spiralarme befestigt sind.

„Der weit verbreitete Gedanke ist, dass Galaxien von innen nach außen entstehen und daher im Laufe ihres Lebens immer größer werden. Die Spiralarme leiten das Gas, das sich zu Sternen formt, hoch, und die Stäbe leiten dasselbe Gas hinein in Richtung des zentralen Schwarzen Lochs der Galaxie“, sagte Williams.

Hervorhebung von Strukturen innerhalb von Galaxien

Mit den Bildern können Wissenschaftler erstmals die Struktur der Staub- und Gaswolken, aus denen sich Sterne und Planeten bilden, mit hoher Detailgenauigkeit in Galaxien jenseits der Großen Magellanschen Wolke und der Kleinen Magellanschen Wolke aufklären, zwei Galaxien, die als galaktische Satelliten der Ausbreitung gelten Milchstraße.

„Die Bilder sind nicht nur ästhetisch beeindruckend, sie erzählen auch eine Geschichte über den Zyklus der Sternentstehung und der Rückkopplung, also der Energie und des Impulses, die junge Sterne in den Raum zwischen Sternen freisetzen“, sagte die Astronomin Janice Lee vom Space Telescope Science Institute in Baltimore, Hauptforscher für die neuen Daten.

„Es sieht tatsächlich so aus, als hätte es eine explosive Aktivität gegeben und den Staub und das Gas sowohl auf der Cluster- als auch auf der Kiloparsec-Skala (ungefähr 3.000 Lichtjahre) beseitigt. Der dynamische Prozess des gesamten Sternentstehungszyklus wird offensichtlich und qualitativ zugänglich, sogar für die Öffentlichkeit macht die Bilder auf vielen verschiedenen Ebenen fesselnd“, fügte Lee hinzu.

Webbs Beobachtungen bauen auf denen von Hubble auf.

„Mit Hubble könnten wir das Sternenlicht von Galaxien sehen, aber ein Teil des Lichts wurde durch den Staub der Galaxien blockiert“, sagte der Astronom Erik Rosolowsky von der University of Alberta.

„Diese Einschränkung machte es schwierig, Teile der Funktionsweise einer Galaxie als System zu verstehen. Mit Webbs Sicht im Infraroten können wir durch diesen Staub hindurchsehen und Sterne hinter und innerhalb des umgebenden Staubs erkennen.“

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