Das Webb-Teleskop erspäht Millionen von Sternen in atemberaubenden Spiralgalaxien

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Das James Webb-Weltraumteleskop hat brillante Bilder von 19 Galaxien aufgenommen Spiralgalaxien – und die Millionen von Sternen, die sie ihr Zuhause nennen – in beispielloser Detailliertheit, die Astronomen noch nie zuvor gesehen haben.

Webbs einzigartige Fähigkeit, das Universum bei verschiedenen Infrarotwellenlängen, etwa im nahen und mittleren Infrarot, zu beobachten, macht die Sterne, das Gas und den Staub innerhalb der komplexen Struktur jeder Galaxie sichtbar.

Astronomen glauben es etwa 60 % Von allen Galaxien sind sie Spiralgalaxien – und unser Sonnensystem liegt in einem der Spiralarme der Milchstraße. Webbs Beobachtungen könnten Astronomen helfen, die Sternentstehung und die Entwicklung von Spiralgalaxien wie unserer besser zu verstehen.

Bei frontaler Betrachtung weist jede Galaxie auf den neuen Bildern sternenbeladene Spiralarme auf. Das Zentrum jeder Galaxie ist durch Ansammlungen alter Sterne oder markiert Supermassereiche Schwarze Löcher.

Die Beobachtungen wurden im Rahmen von PHANGS gemacht, bzw Physik mit hoher Winkelauflösung in nahen Galaxien, Projekt. Mehr als 100 Astronomen aus der ganzen Welt nehmen an dem Programm teil, das auch Daten des Hubble-Weltraumteleskops, des MUSE-Instruments des Very Large Telescope des Europäischen Weltraumobservatoriums und des Atacama Large Millimeter/submillimeter Array in Chile untersucht.

Daten von verschiedenen Teleskopen ermöglichen es Astronomen, Beobachtungen in verschiedenen Wellenlängen des sichtbaren, ultravioletten und Radiolichts durchzuführen. Das Hinzufügen der Infrarot-Erkenntnisse von Webb könnte dazu beitragen, einige der Überwachungslücken zu schließen.

„Webbs neue Bilder sind außergewöhnlich“, sagte Janice Lee, PHANGS-Kernmitglied und Projektwissenschaftlerin für neue Missionen und strategische Initiativen am Space Telescope Science Institute in Baltimore, in einer Erklärung. „Es ist selbst für Forscher verblüffend, die dieselben Galaxien jahrzehntelang untersucht haben. Die Blasen und Filamente sind bis in die kleinsten jemals beobachteten Maßstäbe aufgelöst und erzählen eine Geschichte über den Sternentstehungszyklus.“

Astronomen nutzten eine Nahinfrarot-Webcam, um Millionen von Sternen zu beobachten, die funkelnd blau erscheinen, in Clustern gruppiert sind und sich auch über die Arme der 19 Galaxien verteilen. Unterdessen beleuchtet Webbs Mittelinfrarot-Instrument den leuchtenden Staub, der die Sterne umgibt, sowie sich noch bildende rote Sterne, die von Gas und Staub umgeben sind, die das Sternwachstum fördern.

„Hier können wir die neuesten und massereichsten Sterne in Galaxien finden“, sagte Eric Rozolovski, ein PHANGS-Kernmitglied und Professor für Physik an der University of Alberta in Edmonton, in einer Erklärung.

Auf Webbildern leuchten die Spiralarme praktisch vor orangerotem Gas. Mithilfe der Bilder sollen Astronomen dabei helfen, die Verteilung von Gas und Staub in Spiralgalaxien sowie die Art und Weise, wie Galaxien gespeist werden und die Sternentstehung stoppt, zu bestimmen.

„Diese Strukturen neigen dazu, in bestimmten Teilen von Galaxien dem gleichen Muster zu folgen“, sagte Rozolovsky. „Wir stellen sie uns wie Wellen vor, und ihre Abstände verraten uns viel darüber, wie die Galaxie Gas und Staub verteilt.“

Webb erfasste auch große, kugelschalenförmige Hohlräume zwischen galaktischem Gas und Staub, die wahrscheinlich durch Sternexplosionen entstanden sind.

„Diese Löcher könnten durch die Explosion eines oder mehrerer Sterne entstanden sein, die riesige Löcher in der interstellaren Materie erzeugten“, sagte Adam Leroy, PHANGS-Kernmitglied und Professor für Astronomie an der Ohio State University in Columbus, in einer Erklärung.

Astronomen glauben, dass Galaxien von innen nach außen entstehen. Die Sternentstehung beginnt im Zentrum der Galaxie, bevor sie sich spiralförmig durch die Arme zieht. Das bedeutet, dass die Entfernung eines Sterns vom galaktischen Kern proportional zu seinem Alter ist, sodass jüngere Sterne wahrscheinlich weiter vom galaktischen Kern entfernt sind. Cluster blauer Sterne in der Nähe der Zentren jeder Galaxie weisen auf ältere Sterne hin.

Mittlerweile haben einige Galaxien in der Nähe ihres Zentrums rosarote Erhebungen.

„Dies ist ein klares Zeichen dafür, dass es ein aktives supermassereiches Schwarzes Loch geben könnte“, sagte Eva Scheiner, Kernmitglied von PHANGS und Wissenschaftlerin am Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg, Deutschland, in einer Erklärung. „Oder die Sternhaufen zur Mitte hin sind so hell, dass sie diesen Bereich des Bildes sättigen.“

Laut Leroy sind Wissenschaftler sehr gespannt darauf, die große Anzahl von Sternen zu untersuchen, die Webbs neue Bilder zeigen.

„Sterne können Milliarden oder Billionen Jahre leben“, sagte Leroy. „Durch die präzise Katalogisierung aller Arten von Sternen können wir einen zuverlässigeren und umfassenderen Überblick über ihre Lebenszyklen gewinnen.“