Les premières étapes à couper le souffle de la formation des étoiles capturées par le télescope spatial James Webb

Les capacités dans l’infrarouge moyen du télescope spatial Webb ont permis aux scientifiques de voir au-delà des nuages ​​de gaz et de poussière pour observer des détails auparavant obscurcis dans des galaxies lointaines.

Grâce aux puissantes capacités du télescope spatial James Webb, une équipe de chercheurs a pu voir pour la première fois les galaxies spirales lointaines en leur sein afin d’étudier leur formation et leur évolution dans le temps.

« Nous étudions 19 des isotopes les plus proches de notre galaxie. Dans notre propre galaxie, nous ne pouvons pas faire beaucoup de ces découvertes parce que nous sommes coincés à l’intérieur », explique Eric Rosulowski, professeur au Département de physique et de physique de l’Université de l’Alberta. co-auteur d’un article récent — publié dans le[{ » attribute= » »>Astrophysical Journal Letters — analyzing data from the James Webb telescope.

Unlike previous observation tools, the telescope’s mid-infrared instrument can penetrate dust and gas clouds to provide critical information about how stars are forming in these galaxies, and consequently, how they are evolving.

“This is light that is longer wavelength and represents cooler objects than the light we see with our eyes,” says Rosolowsky.

“The infrared light is really key to tracing the cold and distant universe.”

James Webb Space Telescope artist concept. Credit: NASA

So far, the telescope has captured data from 15 of the 19 galaxies. Rosolowsky and Hamid Hassani, a PhD student and lead author on the paper, examined the infrared light emitted from dust grains at different wavelengths to help categorize what they were seeing, such as whether an image showcased regular stars, massive star-forming complexes or background galaxies.

“At 21 micrometers [the infrared wavelength used for the images collected] »Si vous regardez une galaxie, vous verrez tous les grains de poussière chauffés par la lumière des étoiles », explique Hassani.

À partir des images recueillies, ils ont pu déterminer l’âge des étoiles. Ils ont découvert qu’ils observaient de jeunes étoiles qui « explosaient ».[ed] sur la scène pratiquement immédiatement, beaucoup plus rapidement que beaucoup de modèles ne l’auraient prévu », déclare Rosulowski.

L’âge de ceux [stellar] La population est très jeune. Ils commencent tout juste à produire de nouvelles étoiles et sont très actifs dans la formation d’étoiles.

Webb a deux côtés, séparés par un pare-soleil : un côté chaud face au Soleil et à la Terre, et un côté froid face à l’espace éloigné du Soleil et de la Terre. Les panneaux solaires, l’antenne de communication, le système de navigation et les systèmes électroniques sont situés du côté chaud face au Soleil et à la Terre. Les miroirs et les instruments scientifiques très sensibles au rayonnement infrarouge sont du côté froid, où ils sont protégés par un pare-soleil. Crédit : STScI

Les chercheurs ont également découvert une relation étroite entre la masse des étoiles dans une région et leur luminosité. « Il s’est avéré que c’était un excellent moyen de trouver des stars de grande masse », déclare Rosulowski.

Rosolowsky appelle les étoiles de grande masse des « rock stars » parce qu’elles « vivent vite, meurent jeunes et façonnent la galaxie qui les entoure ». Il explique que lorsqu’ils se forment, ils libèrent d’énormes quantités de vent solaire et de bulles de gaz, qui arrêtent la formation d’étoiles dans cette région particulière, tout en déplaçant simultanément la galaxie et en déclenchant la formation d’étoiles dans d’autres régions.

« Nous avons découvert que c’est vraiment la clé de la vie à long terme de la galaxie, ce genre de mousse volatile, car cela empêche la galaxie de passer par son carburant trop rapidement », a déclaré Rosulowski.

C’est un processus complexe, ajoute Hassani, chaque nouvelle formation d’étoiles jouant un rôle plus important dans l’évolution de la galaxie au fil du temps.

« Si vous avez une formation d’étoiles, cette galaxie est toujours active. Vous avez beaucoup de poussière et de gaz et toutes ces émissions de la galaxie qui stimulent la prochaine génération de formation d’étoiles massives et maintiennent la galaxie en vie. »

Plus les scientifiques documentent d’images de ces processus, mieux ils peuvent déduire ce qui se passe dans des galaxies lointaines similaires à la nôtre. Plutôt que de regarder une seule galaxie en profondeur, Rosulowski et Hasani veulent créer ce que Rosulowski appelle une sorte d' »atlas galactique » en prenant des images en utilisant autant de méthodes que possible.

« En rassemblant toutes ces données, en créant ce grand atlas, nous serons en mesure de cartographier ce qui distingue une seule galaxie des caractéristiques unificatrices qui composent les galaxies dans leur ensemble », a déclaré Rosulowski.

Référence : « PHANGS-JWST First Results : 21 μM Compact Population Source » par Hamid Hassani, Eric Rosolosky, Adam K. , Melanie Schiffance, Daniel A. Dale, Oleg F. Egorov, Eric Emsselm, Christopher M. Weissey, Kathryn Gracha, Jaeun Kim, Ralph S. Karen M. Sandstrom, Eva Schinerer, David A. Thelker, Elizabeth J. Watkins, Bradley C. Whitmore et Thomas G. Williams, 16 février 2023, disponible ici Lettres du journal astrophysique.
DOI : 10.3847/2041-8213/aca8ab

Leur article était l’un des 21 articles sur les découvertes préliminaires de la physique à haute résolution angulaire dans la Collaboration sur les galaxies proches (PHANGS), publié dans un numéro spécial axé sur Lettres du journal astrophysique.