سيقوم فريق بحث دولي بدراسة النجوم والعناقيد النجمية والغبار في 19 مجرة قريبة.
لفهم المجرات ، عليك أن تفهم كيف تتشكل النجوم. تعاون أكثر من 100 باحث من جميع أنحاء العالم لتجميع ملاحظات المجرات الحلزونية القريبة المأخوذة بأقوى تلسكوبات راديو ومرئية وفوق بنفسجية في العالم – وسيضيفون قريبًا مجموعة كاملة من صور الأشعة تحت الحمراء عالية الدقة من ناساأنه تلسكوب جيمس ويب الفضائي. باستخدام مجموعة البيانات الرائدة هذه ، سيتمكن علماء الفلك من دراسة النجوم عندما تبدأ في التكون في سحب من الغازات المظلمة والمغبرة ، وتنكشف عندما تطارد هذه النجوم الوليدة هذا الغاز والغبار ، وتحديد النجوم طبقات أكثر نضجًا تنتفخ طبقات من الغاز والغبار – كل ذلك لأول مرة في مجموعة متنوعة من المجرات الحلزونية.
تجمع هذه الصورة للمجرة الحلزونية NGC 3351 بين الملاحظات من عدة مراصد لتكشف عن تفاصيل حول نجومها وغازاتها. تظهر الملاحظات الراديوية من مصفوفة أتاكاما الكبيرة المليمترية / الفرعية (ALMA) غازًا جزيئيًا أرجوانيًا كثيفًا. تبرز أداة المستكشف الطيفي متعدد الوحدات (MUSE) الخاصة بالتلسكوب الكبير جدًا الأماكن التي تضيء فيها النجوم الشابة الضخمة محيطها باللون الأحمر. تسلط الصور من تلسكوب هابل الفضائي الضوء على ممرات الغبار باللون الأبيض والنجوم المتكونة حديثًا باللون الأزرق. ستساعد صور الأشعة تحت الحمراء عالية الدقة المأخوذة من تلسكوب الفضاء Webb الباحثين على تحديد مكان تشكل النجوم خلف الغبار ودراسة المراحل الأولى لتشكيل النجوم في هذه المجرة. الائتمان: العلوم: NASA، ESA، ESO-Chile، ALMA، NAOJ، NRAO؛ معالجة الصور: جوزيف ديباسكوال (STScI)
اللوالب هي من بين أكثر الأشكال آسرًا في الكون. تظهر في الأصداف البحرية المعقدة ، وشبكات العنكبوت المشيدة بعناية ، وحتى في حلقات أمواج المحيط. الحلزونات الكونية – كما رأينا في المجرات – هي أكثر إثارة للدهشة ، ليس فقط لجمالها ، ولكن أيضًا للكم الهائل من المعلومات التي تحتويها. كيف تتشكل النجوم والعناقيد النجمية؟ حتى وقت قريب ، كانت الإجابة الكاملة بعيدة المنال ، حيث حجبها الغاز والغبار. في السنة الأولى من تشغيله ، سيساعد تلسكوب جيمس ويب الفضائي التابع لناسا الباحثين على رسم دورة حياة نجمية أكثر تفصيلاً باستخدام صور الأشعة تحت الحمراء عالية الدقة لـ 19 مجرة.
سيوفر التلسكوب أيضًا بعض “قطع الألغاز” الرئيسية التي كانت مفقودة حتى الآن. قالت جانيس لي ، كبيرة العلماء في مرصد الجوزاء في NOIRLab التابع لمؤسسة العلوم الوطنية في توكسون ، أريزونا: “يمس JWST العديد من المراحل المختلفة لدورة الحياة النجمية – كل ذلك بدقة استثنائية”. “ويب سيكشف عن تكوين النجوم في مراحله الأولى ، تمامًا كما ينهار الغاز ليشكل نجومًا ويسخن الغبار المحيط.”
انضم إلى لي ديفيد ثيلكر من جامعة جونز هوبكنز في بالتيمور ، ميريلاند ، وكاثرين كريكل من جامعة هايدلبرغ في ألمانيا ، و 40 عضوًا آخر في برنامج المسح متعدد الأطوال الموجية المعروف باسم PHANGS (الفيزياء ذات الدقة الزاوية العالية في المجرات القريبة). مهمتهم؟ ليس فقط لفتح ألغاز تكوين النجوم باستخدام صور Webb عالية الدقة بالأشعة تحت الحمراء ، ولكن أيضًا لمشاركة مجموعات البيانات مع مجتمع علم الفلك الأوسع لتسريع الاكتشاف.
إيقاعات تشكل النجوم
يعد PHANGS جديدًا ، ويرجع ذلك جزئيًا إلى أنه جمع أكثر من 100 خبير دولي لدراسة تكوين النجوم من البداية إلى النهاية. يستهدفون المجرات المرئية من الأمام من الأرض والبعيدة بمتوسط 50 مليون سنة ضوئية. بدأ التعاون الكبير مع صور أشعة الميكروويف لـ 90 مجرة من مجموعة أتاكاما لارج مليمتر / ما دون المليمتر (ألما) في شيلي. يستخدم علماء الفلك هذه البيانات لإنتاج خرائط الغاز الجزيئي لدراسة المواد الخام اللازمة لتشكيل النجوم. مرة واحدة في تلسكوب كبير جداالمستكشف الطيفي متعدد الوحدات (تأمل) في تشيلي أيضًا ، فقد حصلوا على البيانات المعروفة باسم الأطياف لدراسة المراحل اللاحقة من تكوين النجوم في 19 مجرة ، خاصة بعد أن أزالت العناقيد النجمية الغازات والغبار القريبين. الفضاء تلسكوب هابل الفضائي قدمت ملاحظات ضوئية مرئية وفوق بنفسجية لـ 38 مجرة لإضافة صور عالية الدقة للنجوم الفردية والعناقيد النجمية.
تجمع هذه الصورة للمجرة الحلزونية NGC 1300 بين العديد من الملاحظات لرسم خريطة لتجمعات النجوم والغازات. يسلط الضوء الراديوي الذي رصدته مصفوفة أتاكاما الكبيرة المليمترية / الفرعية (ALMA) ، الموضحة باللون الأصفر ، الضوء على سحب من الغاز الجزيئي البارد الذي يوفر المواد الخام التي تتكون منها النجوم. تظهر البيانات المأخوذة من أداة المستكشف الطيفي متعدد الوحدات (MUSE) الخاصة بالتلسكوب الكبير جدًا باللون الأحمر والأرجواني ، حيث تلتقط تأثير النجوم الشابة الضخمة على الغاز المحيط بها. الضوء المرئي والأشعة فوق البنفسجية الذي تم التقاطه بواسطة تلسكوب هابل الفضائي يسلط الضوء على ممرات الغبار باللون الذهبي والنجوم الساخنة جدًا باللون الأزرق. ستساعد صور الأشعة تحت الحمراء عالية الدقة المأخوذة من تلسكوب الفضاء Webb الباحثين على تحديد مكان تشكل النجوم خلف الغبار ودراسة المراحل الأولى لتشكيل النجوم في هذه المجرة.
الاعتمادات: العلوم: NASA، ESA، ESO-Chile، ALMA، NAOJ، NRAO؛ معالجة الصور: أليسا باغان (STScI)
العناصر المفقودة ، التي سيملأها ويب ، توجد إلى حد كبير في مناطق المجرات التي يحجبها الغبار – وهي المناطق التي تبدأ فيها النجوم بنشاط في التكون. قال ثيلكر: “من الواضح أننا سنرى عناقيد النجوم في قلب هذه السحب الجزيئية الكثيفة التي لم يكن لدينا في السابق سوى دليل ظرف”. “ويب يعطينا طريقة للنظر داخل” المصانع النجمية “هذه لرؤية مجموعات النجوم المجمعة حديثًا وقياس خصائصها قبل أن تتطور.”
ستساعد البيانات الجديدة الفريق أيضًا على تحديد عمر المجموعات النجمية في عينة متنوعة من المجرات ، مما سيساعد الباحثين على بناء نماذج إحصائية أكثر دقة. أوضح كريكيل: “نحن دائمًا نضع سياق المقاييس الصغيرة في الصورة الكبيرة للمجرات”. “باستخدام Webb ، سنتتبع التسلسل التطوري للنجوم والعناقيد النجمية في كل مجرة.”
إجابة مهمة أخرى يبحثون عنها تتعلق بالغبار المحيط بالنجوم في الوسط النجمي. سيساعدهم Webb في تحديد مناطق الغاز والغبار المرتبطة بمناطق معينة من تكوين النجوم وأيها مادة بين النجوم حرة الطفو. “لم يكن من الممكن القيام بذلك من قبل ، خارج أقرب المجرات. وأضاف ثيلكر.
يعمل الفريق أيضًا على فهم توقيت دورة تكوين النجوم. قال لي: “المقاييس الزمنية ضرورية في علم الفلك والفيزياء”. “كم من الوقت تستغرق كل مرحلة من مراحل تشكل النجوم؟ كيف يمكن أن تختلف هذه الأوقات في بيئات مجرية مختلفة؟ نريد قياس وقت تحرر هذه النجوم من السحب الغازية لفهم كيفية اضطراب تشكل النجوم.
العلم للجميع
سيتم أخذ ملاحظات Webb هذه كجزء من برنامج الخزانة ، مما يعني أنها ليست متاحة على الفور للجمهور فحسب ، بل سيكون لها أيضًا قيمة علمية واسعة ودائمة. سيعمل الفريق على إنشاء ونشر مجموعات البيانات التي تحاذي بيانات Webb مع كل مجموعة من مجموعات البيانات التكميلية من ALMA و MUSE و Hubble ، مما يسمح للباحثين المستقبليين باجتياز كل مجرة ومجموعاتها النجمية بسهولة عن طريق التنشيط وتعطيل الأطوال الموجية المختلفة – والتكبير. على وحدات البكسل الفردية للصور. سيوفرون قوائم جرد للمراحل المختلفة لدورة تكوين النجوم ، بما في ذلك مناطق تشكل النجوم ، والنجوم الفتية ، والعناقيد النجمية وخصائص الغبار المحلية.
سيتم إجراء هذا البحث من خلال برامج Webb’s General Observer (GO) ، والتي يتم اختيارها بشكل تنافسي باستخدام نظام مراجعة مزدوج التعمية ، وهو نفس النظام المستخدم لتخصيص الوقت على تلسكوب هابل الفضائي.
تلسكوب جيمس ويب الفضائي هو أول مرصد لعلوم الفضاء في العالم. سيقوم Webb بحل ألغاز نظامنا الشمسي ، والنظر إلى ما وراء العوالم البعيدة حول النجوم الأخرى ، والتحقيق في الهياكل والأصول الغامضة لكوننا ومكاننا فيه. Webb هو برنامج دولي تقوده وكالة ناسا مع شركائها ESA (وكالة الفضاء الأوروبية) ووكالة الفضاء الكندية.
“هواة الإنترنت المتواضعين بشكل يثير الغضب. مثيري الشغب فخور. عاشق الويب. رجل أعمال. محامي الموسيقى الحائز على جوائز.”