גלקסיית התפרצות הכוכבים M82 נצפתה על ידי טלסקופ החלל האבל בשנת 2006, שהראה את הדיסק הספירלי של הגלקסיה, עננים גרוסים וגז מימן חם. טלסקופ החלל ג'יימס ווב צפה בליבה של M82, לוכד בפירוט חסר תקדים את מבנה הרוח הגלקטית ומאפיין כוכבים בודדים וצבירי כוכבים. קרדיט: נאס"א, ESA, CSA, STScI, אלברטו בולאטו (UMD)
בתוך אתר שופע כוכבים חדשים וצעירים מסתתר תשתית מורכבת.
נאס"אשל טלסקופ החלל ג'יימס ווב שמה את מראותיה על גלקסיית התפרצות הכוכבים Messier 82 (M82), סביבה קטנה אך אדירה הכוללת היווצרות כוכבים מהירה. על ידי התבוננות מקרוב עם יכולות האינפרא אדום הרגישות של ווב, צוות של מדענים מגיע ללב ליבה של הגלקסיה: מקבל הבנה טובה יותר של האופן שבו היא יוצרת כוכבים, וכיצד הפעילות הקיצונית הזו משפיעה על הגלקסיה כולה.
טלסקופ החלל Webb חוקר גלקסיית פרץ כוכבים קיצונית
צוות של אסטרונומים השתמש בטלסקופ החלל ג'יימס ווב של נאס"א כדי לסקור את גלקסיית התפרצות הכוכבים מסייר 82 (M82). ממוקמת במרחק של 12 מיליון שנות אור בקבוצת הכוכבים אורסה מז'ור, גלקסיה זו היא קומפקטית יחסית בגודלה אך מארחת טירוף של פעילות היווצרות כוכבים. לשם השוואה, M82 מנביט כוכבים חדשים פי 10 מהר יותר מאשר שביל החלב גָלַקסִיָה.
בראשות אלברטו בולאטו מאוניברסיטת מרילנד, קולג' פארק, הצוות כיוון את מכשיר ה-NIRCam (מצלמה אינפרא אדום קרוב) של ווב לעבר מרכז הגלקסיה של פרץ הכוכבים, והשיג מבט מקרוב על התנאים הפיזיים המטפחים היווצרות של כוכבים חדשים.
"M82 צבר מגוון תצפיות במהלך השנים מכיוון שניתן להתייחס אליה כגלקסיית פרץ הכוכבים האוטוטיפית", אמר בולאטו, המחבר הראשי של המחקר. "גם טלסקופי החלל שפיצר וגם האבל של נאס"א צפו במטרה זו. עם הגודל והרזולוציה של ווב, אנחנו יכולים להסתכל על הגלקסיה היוצרת כוכבים ולראות את כל הפרטים היפים והחדשים האלה."
אסטרונומים השתמשו בטלסקופ החלל ג'יימס ווב כדי להביט לכיוון מרכזו של M82, שם משגרת רוח גלקטית כתוצאה מהיווצרות כוכבים מהירה וסופרנובות שלאחר מכן. חקר הרוח הגלקטית יכול להציע תובנה כיצד אובדן הגז מעצב את הצמיחה העתידית של הגלקסיה.
תמונה זו ממכשיר NIRCam (מצלמה קרובה לאינפרא אדום) של ווב מציגה את הרוח הגלקטית של M82 באמצעות פליטה ממולקולות כימיות מפויחות הידועות כפחמימנים ארומטיים פוליציקליים (PAH). PAHs הם גרגרי אבק קטנים מאוד ששורדים בטמפרטורות קרירות יותר אך נהרסים בתנאים חמים. מבנה הפליטה דומה לזה של גז חם ומיונן, מה שמצביע על כך שניתן לחדש את ה-PAH על ידי המשך יינון של גז מולקולרי.
בתמונה זו, אור בגודל 3.35 מיקרון נצבע באדום, 2.50 מיקרון הוא ירוק ו-1.64 מיקרון הוא כחול (מסננים F335M, F250M ו-F164N, בהתאמה).
קרדיט: נאס"א, ESA, CSA, STScI, אלברטו בולאטו (UMD)
קהילה תוססת של כוכבים
היווצרות כוכבים ממשיכה לשמור על תחושת מסתורין מכיוון שהיא עטופה בווילונות של אבק וגז, מה שיוצר מכשול בהתבוננות בתהליך זה. למרבה המזל, היכולת של ווב להציץ באינפרא אדום היא נכס בניווט בתנאים עכורים אלה. בנוסף, תמונות NIRCam אלו של מרכז התפרצות הכוכבים התקבלו באמצעות מצב מכשיר שמנע מהמקור הבהיר מאוד להכריע את הגלאי.
בעוד קנוקנות חום כהה של אבק כבד מושחלות לאורך הליבה הלבנה הזוהרת של M82 אפילו בתצוגת אינפרא אדום זו, ה-NIRCam של Webb חשפה רמת פירוט שנסתרה באופן היסטורי. במבט קרוב יותר למרכז, כתמים קטנים המתוארים בירוק מציינים אזורים מרוכזים של ברזל, שרובם הם שרידי סופרנובה. כתמים קטנים שנראים אדומים מסמנים אזורים שבהם מימן מולקולרי מואר על ידי קרינת כוכב צעיר סמוך.
"תמונה זו מראה את כוחו של ווב", אמרה רבקה לוי, מחברת השנייה של המחקר באוניברסיטת אריזונה בטוסון. "כל נקודה לבנה בודדת בתמונה הזו היא כוכב או צביר כוכבים. אנו יכולים להתחיל להבחין בין כל המקורות הנקודתיים הזעירים הללו, מה שמאפשר לנו לרכוש ספירה מדויקת של כל צבירי הכוכבים בגלקסיה זו."
צוות של אסטרונומים השתמש בטלסקופ החלל ג'יימס ווב של נאס"א כדי לסקור את גלקסיית התפרצות הכוכבים Messier 82 (M82), שנמצאת במרחק של 12 מיליון שנות אור בקבוצת הכוכבים אורסה גדולה. M82 מארח טירוף של היווצרות כוכבים, ומצמיח כוכבים חדשים פי 10 מהר יותר מגלקסיית שביל החלב. יכולות האינפרא אדום של ווב אפשרו למדענים להציץ מבעד לווילונות של אבק וגז שהסתירו באופן היסטורי את תהליך היווצרות הכוכבים.
תמונה זו ממכשיר ה-NIRCam (מצלמה אינפרא-אדום קרוב) של Webb מציגה את מרכזו של M82 ברמת פירוט חסרת תקדים. עם הרזולוציה של ווב, אסטרונומים יכולים להבחין במקורות קומפקטיים קטנים ובהירים שהם כוכבים בודדים או צבירי כוכבים. השגת ספירה מדויקת של הכוכבים והצבירים המרכיבים את מרכזו של M82 יכולה לעזור לאסטרונומים להבין את השלבים השונים של היווצרות הכוכבים ואת לוחות הזמן של כל שלב.
בתמונה זו, אור בגודל 2.12 מיקרון נצבע באדום, 1.64 מיקרון הוא ירוק ו-1.40 מיקרון הוא כחול (מסננים F212N, 164N ו-F140M, בהתאמה).
קרדיט: נאס"א, ESA, CSA, STScI, אלברטו בולאטו (UMD)
מציאת מבנה בתנאים תוססים
בהסתכלות על M82 באורכי גל אינפרא אדום מעט ארוכים יותר, ניתן לראות קנוקנות גושים המיוצגות באדום משתרעות מעל ומתחת למישור הגלקסיה. הזרמים הגזים הללו הם רוח גלקטית היוצאת מליבת התפרצות הכוכבים.
תחום מיקוד אחד של צוות מחקר זה היה ההבנה כיצד הרוח הגלקטית הזו, הנגרמת על ידי הקצב המהיר של היווצרות כוכבים והסופרנובות הבאות, מושחתת ומשפיעה על הסביבה הסובבת אותה. על ידי פתרון חלק מרכזי של M82, מדענים יכלו לבחון היכן נובעת הרוח, ולקבל תובנות לגבי האופן שבו מרכיבים חמים וקרים מתקשרים בתוך הרוח.
מכשיר ה-NIRCam של Webb היה מתאים להתחקות אחר מבנה הרוח הגלקטית באמצעות פליטה ממולקולות כימיות מפויחות הידועות בשם פחמימנים ארומטיים פוליציקליים (PAH). ניתן להתייחס ל-PAH כגרגרי אבק קטנים מאוד ששורדים בטמפרטורות קרירות יותר אך נהרסים בתנאים חמים.
להפתעת הצוות הרבה, השקפתו של ווב על פליטת ה-PAH מדגישה את המבנה העדין של הרוח הגלקטית – היבט שלא היה ידוע קודם לכן. מתוארת כחוטים אדומים, הפליטה מתרחקת מהאזור המרכזי שבו נמצא לב היווצרות הכוכבים. ממצא נוסף בלתי צפוי היה המבנה הדומה בין פליטת ה-PAH לזה של גז חם ומיונן.
"זה היה בלתי צפוי לראות את פליטת ה-PAH דומה לגז מיונן", אמר בולאטו. "PAHs לא אמורים לחיות הרבה זמן כשהם נחשפים לשדה קרינה כה חזק, אז אולי הם מתחדשים כל הזמן. זה מאתגר את התיאוריות שלנו ומראה לנו שנדרשת חקירה נוספת".
תמונה מוערת של גלקסיית פרץ הכוכבים Messier 82 שנלכדה על ידי מכשיר NIRCam (מצלמה קרובה לאינפרא אדום) של Webb, עם חיצי מצפן, פס קנה מידה ומקש צבע לעיון.
חיצי המצפן הצפוני והמזרחי מראים את כיוון התמונה על השמיים. שימו לב שהיחס בין צפון למזרח בשמים (כפי שניתן לראות מלמטה) מתהפך ביחס לחיצי הכיוון במפת הקרקע (כפי שניתן לראות מלמעלה).
סרגל קנה המידה מסומן בשנות אור.
תמונה זו מציגה אורכי גל בלתי נראים כמעט אינפרא אדום של אור שתורגמו לצבעים של אור נראה. מקש הצבע מראה באילו מסנני NIRCam נעשה שימוש בעת איסוף האור. הצבע של כל שם מסנן הוא צבע האור הנראה המשמש לייצוג האור האינפרא אדום שעובר דרך אותו מסנן.
קרדיט: נאס"א, ESA, CSA, STScI, אלברטו בולאטו (UMD)
להאיר נתיב קדימה
התצפיות של ווב על M82 באור קרוב לאינפרא אדום מעוררות שאלות נוספות לגבי היווצרות כוכבים, שעל חלקן מקווה הצוות לענות עם נתונים נוספים שנאספו עם ווב, כולל זה של גלקסיית פרץ כוכבים אחרת. שני מאמרים נוספים מצוות זה המאפיינים את צבירי הכוכבים ואת המתאמים בין מרכיבי הרוח של M82 כמעט הושלמו.
בעתיד הקרוב, לצוות יהיו תצפיות ספקטרוסקופיות של M82 מ-Webb מוכנות לניתוח שלהן, כמו גם תמונות משלימות בקנה מידה גדול של הגלקסיה והרוח. נתונים ספקטרליים יסייעו לאסטרונומים לקבוע גילאים מדויקים עבור צבירי הכוכבים ויספקו תחושה של תזמון לכמה זמן נמשך כל שלב של היווצרות כוכבים בסביבת גלקסיית פרץ כוכבים. בקנה מידה רחב יותר, בדיקת הפעילות בגלקסיות כמו M82 יכולה להעמיק את הבנתם של האסטרונומים את היקום המוקדם.
"התצפית של ווב על M82, יעד קרוב יותר אלינו, היא תזכורת לכך שהטלסקופ מצטיין בחקר גלקסיות בכל המרחקים", אמר בולאטו. "בנוסף להסתכלות על גלקסיות צעירות עם הסחה לאדום גבוהה, אנו יכולים להסתכל על מטרות קרובות יותר לבית כדי לאסוף תובנה לגבי התהליכים המתרחשים כאן – אירועים שהתרחשו גם ביקום המוקדם."
ממצאים אלה התקבלו לפרסום ב ה כתב עת אסטרופיזי.
טלסקופ החלל ג'יימס ווב הוא מצפה הכוכבים המוביל בעולם למדעי החלל. ווב פותר תעלומות במערכת השמש שלנו, מסתכל מעבר לעולמות רחוקים סביב כוכבים אחרים, וחוקר את המבנים והמקורות המסתוריים של היקום שלנו ומקומנו בו. Webb היא תוכנית בינלאומית בהובלת נאס"א עם שותפיה, ESA (סוכנות החלל האירופית) וסוכנות החלל הקנדית.
