Galaktiska fyrverkerier

Ett forskarlag har publicerat nya observationer av närbelägna galaxer som påminner om kosmiska fyrverkerier. Bilderna, tagna med Europeiska Sydobservatoriets Very Large Telescope (ESO:s VLT) visar olika komponenter i galaxerna i distinkta färger. Något som gör det möjligt för astronomerna att exakt se var unga stjärnor och den upphettade gasen runt dem är belägna.

Genom att kombinera observationerna med data från Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), där ESO är en partner, bidrar forskarna med ny information om de processer som får gasen att bilda stjärnor.

Astronomerna vet att stjärnor bildas i moln av gas, men exakt vad som sätter igång stjärnbildningen är oklart. För att undersöka processen närmare observerade en grupp astronomer ett antal närbelägna galaxer med kraftfulla teleskop på marken och i rymden. Detta för att undersöka de olika regionerna i galaxen där stjärnbildning sker.

“För första gången kan vi se individuella stjärnbildningsområden i varierande omgivningar och i olika typer av galaxer” säger Eric Emsellem i ett pressmeddelande. Han är ESO-astronom i Tyskland och knuten till universitetet i Lyon, Frankrike. Dessutom ledare för de VLT-baserade observationerna som gjordes inom ramen för forskningsprojektet Physics at High Angular resolution in Nearby GalaxieS (PHANGS). “Vi kan direkt se att gasen ger upphov till stjärnor, vi ser de unga stjärnorna själva, och vi kan studera olika stadier i deras utveckling.”

MUSE

Emsellem och hans forskarlag har nyligen publicerat de senaste galaxobservationerna utförda med instrumentet Multi-Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) på ESO’s VLT i Chiles Atacamaöken. MUSE ser de nybildade stjärnorna och den omgivande upphettade gasen. De nya MUSE-bilderna kombineras med observationer av samma galaxer med ALMA som släpptes tidigare i år. ALMA är väl anpassat för att kartlägga kall gas i de regioner av galaxerna där det finns råmaterial för stjärnbildning. Även ALMA ligger i aAtacamaöknen.

Genom att kombinera bilder från MUSE och ALMA kan astronomerna studera var stjärnbildningen sker i verkligheten. Därmed kan de bättre förstå vad som får processen att sätta igång. Bilderna är häpnadsväckande detaljerade och ger en färggrann inblick i stjärnbildningsområdena i närbelägna galaxer.

“Vi skulle vilja besvara ett antal stora frågor” säger Kathryn Kreckel vid Heidelbergs universitet i Tyskland och en av medlemmarna i PHANGS-projektet. “Bildas stjärnor oftare i vissa regioner i galaxerna, och i så fall varför? Och hur påverkar de nyfödda stjärnornas utveckling hur ytterligare generationer av stjärnor bildas?”

Astronomerna kommer att kunna besvara dessa frågor tack vare de nya observationerna. MUSE samlar spektra med vilka de studerade objektets egenskaper och sammansättning kan bestämmas i varje punkt i synfältet. Det ger därmed långt mycket mer information än tidigare instrument.

PHANGS

Inom PHANGS-projektet studerade MUSE omkring 30 000 nebulosor med varm gas. MUSE samlade 15 miljoner spektra av olika galaktiska regioner. Med  ALMA-observationerna kunde forskarna kartlägga omkring 100 000 områden med kall gas i 90 närbelägna galaxer med tidigare ouppnådd upplösning.

Inom PHANGS-projektet utnyttjas också observationer med NASA/ESA:s Hubbleteleskop. De tre observatorierna valdes då de kan undersöka galaxerna i kompletterande våglängdsområden (synligt, nära infrarött och radio). Tillsammans ger det en mer komplett bild av stjärnbildningen. “Kombinationen tillåter oss att undersöka de olika stegen i stjärnutvecklingen – från formationen av de täta gasnebulosorna via stjärnbildningens början till upplösningen av stjärnbildningsområdet på grund av de nybildade stjärnorna – i mer detalj än individuellt” säger PHANGS-medlemmen Francesco Belfiore vid INAF-Arcetri i Florens, Italien. “PHANGS gör det möjligt att för första gången få en såpass komplett vy av de enskilda gasmolnen och stjärnorna som indikerar att stjärnbildning sker.”

Arbetet inom PHANGS-projektet kommer att förfinas ytterligare med framtida teleskop och instrument. Däribland NASA:s James Webb Space Telescope. Data från detta rymdteleskop kommer att lägga grunden för observationer med ESO:s kommande Extremely Large Telescope (ELT). De ska ske senare under årtiondet och kommer ge än mer detaljerade vyer av stjärnbildningsområdena.

Max Planckinstitutet

“PHANGS är ett extremt spännande projekt, men upplösningen i de kartor vi kan skapa är precis på gränsen för att kunna identifiera och separera individuella stjärnbildningsområden, och inte skarpa nog att studera i detalj vad som sker inuti dem” poängterar Eva Schinnerer. Hon arbetar vid Max Planckinstitutet för astronomi i Tyskland och forskningsledare för PHANGS-projektet. “Nya observationer av vårt forskarlag flyttar fram gränserna för vad som är möjligt och vi har många årtionden av spännande upptäckter framför oss.”

Läs mer om rymden