Astronomer frigiver den mest komplette undersøgelse af ultraviolet lys af galakser i nærheden

Udnytter den enestående skarphed og spektral rækkevidde af NASAs Hubble -rumteleskop, et internationalt team af astronomer frigiver det mest omfattende, højopløselig ultraviolet lysundersøgelse af nærliggende stjernedannende galakser.

Forskerne kombinerede nye Hubble-observationer med arkiverede Hubble-billeder til 50 stjernedannende spiral- og dværggalakser i lokaluniverset, tilbyder en stor og omfattende ressource til at forstå kompleksiteten ved stjernedannelse og galakseudvikling. Projektet, kaldet Legacy ExtraGalactic UV Survey (LEGUS), har samlet stjernekataloger for hver af LEGUS -galakser og klyngekataloger for 30 af galakserne, samt billeder af selve galakserne. Dataene giver detaljerede oplysninger om unge, massive stjerner og stjerneklynger, og hvordan deres miljø påvirker deres udvikling.

"Der har aldrig før været en stjerneklynge og et stjernekatalog, der omfattede observationer i ultraviolet lys, "forklarede undersøgelsesleder Daniela Calzetti fra University of Massachusetts, Amherst. "Ultraviolet lys er et vigtigt sporstof for de yngste og hotteste stjernebestander, hvilke astronomer har brug for for at udlede stjernernes alder og få en komplet stjernernes historie. Synergien mellem de to kataloger tilsammen giver et hidtil uset potentiale for at forstå stjernedannelse. "

Hvordan stjerner dannes er stadig et irriterende spørgsmål i astronomien. "Meget af det lys, vi får fra universet, kommer fra stjerner, og alligevel forstår vi stadig ikke mange aspekter af, hvordan stjerner dannes, "sagde teammedlem Elena Sabbi fra Space Telescope Science Institute i Baltimore, Maryland. "Dette er endda nøglen til vores eksistens - vi ved, at livet ikke ville være her, hvis vi ikke havde en stjerne i nærheden."

Forskergruppen valgte omhyggeligt LEGUS -målene blandt 500 galakser, udarbejdet i jordbaserede undersøgelser, placeret mellem 11 millioner og 58 millioner lysår fra Jorden. Teammedlemmer valgte galakser baseret på deres masse, stjernedannelseshastighed, og overflod af grundstoffer, der er tungere end brint og helium. Kataloget over ultraviolette objekter indsamlet af NASAs Galaxy Evolution Explorer (GALEX) rumskib hjalp også med at lægge vejen til Hubble -undersøgelsen.

Teamet brugte Hubbles Wide Field Camera 3 og det avancerede kamera til undersøgelser over et års periode til at tage billeder af synlige og ultraviolet lys af galakser og deres mest massive unge stjerner og stjerneklynger. Forskerne tilføjede også arkivbilleder af synligt lys for at give et komplet billede.

Stjerneklyngekatalogerne indeholder omkring 8, 000 unge klynger, hvis alder er fra 1 million til cirka 500 millioner år gamle. Disse stjernegrupper er hele 10 gange mere massive end de største klynger set i vores Mælkevejs galakse.

Stjernekatalogerne omfatter omkring 39 millioner stjerner, der er mindst fem gange mere massive end vores sol. Stjerner i billederne med synligt lys er mellem 1 million og flere milliarder år gamle; de yngste stjerner, dem mellem 1 million og 100 millioner år gamle, skinne fremtrædende i ultraviolet lys.

Hubble -dataene giver alle oplysninger til analyse af disse galakser, forklarede forskerne. "Vi tilbyder også computermodeller til at hjælpe astronomer med at fortolke dataene i stjerne- og klyngekatalogerne, "Sagde Sabbi." Forskere, for eksempel, kan undersøge, hvordan stjernedannelse fandt sted i en bestemt galakse eller et sæt galakser. De kan korrelere galaksernes egenskaber med deres stjernedannelse. De kan udlede galaksernes stjernedannelseshistorie. De ultraviolette lysbilleder kan også hjælpe astronomer med at identificere stamcellerne for supernovaer, der findes i dataene. "

Et af de centrale spørgsmål, undersøgelsen kan hjælpe astronomer med at besvare, er forbindelsen mellem stjernedannelse og de store strukturer, såsom spiralarme, der udgør en galakse.

"Når vi ser på en spiralgalakse, vi ser normalt ikke bare en tilfældig fordeling af stjerner, "Sagde Calzetti." Det er en meget velordnet struktur, hvad enten det er spiralarme eller ringe, og det er især tilfældet med de yngste stjernebefolkninger. På den anden side, der er flere konkurrerende teorier om at forbinde de enkelte stjerner i individuelle stjerneklynger med disse ordnede strukturer.

"Ved at se galakser i meget fine detaljer - stjerneklyngerne - samtidig med at de viser forbindelsen til de større strukturer, we are trying to identify the physical parameters underlying this ordering of stellar populations within galaxies. Getting the final link between gas and star formation is key for understanding galaxy evolution."

Team member Linda Smith of the European Space Agency (ESA) and the Space Telescope Science Institute, added:"We're looking at the effects of the environment, particularly with star clusters, and how their survival is linked to the environment around them."

The LEGUS survey will also help astronomers interpret views of galaxies in the distant universe, where the ultraviolet glow from young stars is stretched to infrared wavelengths due to the expansion of space. "The data in the star and cluster catalogs of these nearby galaxies will help pave the way for what we see with NASA's upcoming infrared observatory, the James Webb Space Telescope, developed in partnership with ESA and the Canadian Space Agency (CSA), " Sabbi said.

Webb observations would be complementary to the LEGUS views. The space observatory will penetrate dusty stellar cocoons to reveal the infrared glow of infant stars, which cannot be seen in visible- and ultraviolet-light images. "Webb will be able to see how star formation propagates over a galaxy, " Sabbi continued. "If you have information on the gas properties, you can really connect the points and see where, hvornår, and how star formation happens."