Webb fanger en kosmisk tarantel

I dette mosaikbillede, der strækker sig 340 lysår på tværs, viser Webbs Near-Infrared Camera (NIRCam) Tarantula Nebula stjernedannende region i et nyt lys, inklusive titusinder af aldrig før sete unge stjerner, der tidligere var indhyllet i kosmisk støv. Den mest aktive region ser ud til at funkle med massive unge stjerner, der ser lyseblå ud. Spredt blandt dem er stadig indlejrede stjerner, der ser ud til at være røde, men som endnu ikke kommer frem fra tågens støvede kokon. NIRCam er i stand til at detektere disse støvindhyllede stjerner takket være dens hidtil usete opløsning ved nær-infrarøde bølgelængder. Øverst til venstre for hoben af unge stjerner og toppen af stjernetågens hulrum viser en ældre stjerne NIRCams karakteristiske otte diffraktionsspidser, en artefakt af teleskopets struktur. Efter den øverste centrale spids af denne stjerne opad, peger den næsten på en karakteristisk boble i skyen. Unge stjerner, der stadig er omgivet af støvet materiale, blæser denne boble og begynder at skære deres eget hulrum ud. Astronomer brugte to af Webbs spektrografer til at se nærmere på denne region og bestemme den kemiske sammensætning af stjernen og dens omgivende gas. Denne spektrale information vil fortælle astronomer om stjernetågens alder og hvor mange generationer af stjernefødsel den har set. Længere fra kerneområdet af varme unge stjerner antager køligere gas en rustfarve, hvilket fortæller astronomerne, at tågen er rig på komplekse kulbrinter. Denne tætte gas er det materiale, der vil danne fremtidige stjerner. Når vinde fra de massive stjerner fejer gas og støv væk, vil noget af det hobe sig op og med tyngdekraftens hjælp danne nye stjerner. Kredit:NASA, ESA, CSA og STScI

Tusindvis af aldrig før sete unge stjerner er spottet i en stjernebarneskole kaldet 30 Doradus, fanget af NASA/ESA/CSA James Webb Space Telescope. Tågen, som har fået tilnavnet Tarantula-tågen for udseendet af dens støvede filamenter i tidligere teleskopbilleder, har længe været en favorit for astronomer, der studerer stjernedannelse. Ud over unge stjerner afslører Webb fjerne baggrundsgalakser, samt den detaljerede struktur og sammensætning af tågens gas og støv.

På kun 161.000 lysår væk i den store magellanske sky-galakse er Taranteltågen den største og klareste stjernedannende region i den lokale gruppe, galakserne nærmest vores Mælkevej. Det er hjemsted for de hotteste, mest massive stjerner kendt. Astronomer fokuserede tre af Webbs højopløselige infrarøde instrumenter på Tarantulaen. Set med Webb's Near-Infrared Camera (NIRCam) ligner regionen en gravende tarantulas hjem, foret med dens silke. Tågens hulrum centreret i NIRCam-billedet er blevet udhulet af blærer stråling fra en klynge af massive unge stjerner, som funkler lyseblåt på billedet. Kun de tætteste omkringliggende områder af tågen modstår erosion af disse stjerners kraftige stjernevinde og danner søjler, der ser ud til at pege tilbage mod hoben. Disse søjler indeholder formende protostjerner, som til sidst vil dukke op fra deres støvede kokoner og tage deres tur til at forme tågen.

Kredit:European Space Agency

Webb's Near-Infrared Spectrograph (NIRSpec) fangede en meget ung stjerne, der gjorde netop det. Astronomer troede tidligere, at denne stjerne kunne være en smule ældre og allerede i gang med at rydde en boble omkring sig selv. NIRSpec viste dog, at stjernen kun lige var begyndt at dukke op fra sin søjle og stadig bevarede en isolerende sky af støv omkring sig. Uden Webbs højopløsningsspektre ved infrarøde bølgelængder kunne denne episode af stjernedannelse i aktion ikke være blevet afsløret.

Webb's Near-Infrared Spectrograph (NIRSpec) afslører, hvad der virkelig foregår i et spændende område af Tarantula-tågen. Astronomer fokuserede det kraftfulde instrument på, hvad der lignede en lille boblefunktion på billedet fra Webbs Near-Infrared Camera (NIRCam). Spektrene afslører dog et meget anderledes billede end en ung stjerne, der blæser en boble i sin omgivende gas. Signaturen for atomart brint, vist i blåt, vises i selve stjernen, men ikke umiddelbart omkring den. I stedet vises den uden for "boblen", som spektre viser faktisk er "fyldt" med molekylært brint (grønt) og komplekse kulbrinter (rødt). Dette indikerer, at boblen faktisk er toppen af en tæt søjle af støv og gas, der bliver sprængt af stråling fra hoben af massive unge stjerner til dens nederste højre side (se hele NIRCam-billedet). Det fremstår ikke så søjleagtigt som nogle andre strukturer i tågen, fordi der ikke er meget farvekontrast med området omkring den. Den hårde stjernevind fra de massive unge stjerner i tågen bryder molekyler fra hinanden uden for søjlen, men indeni er de bevaret og danner en blød kokon for stjernen. Denne stjerne er stadig for ung til at rydde ud af sine omgivelser ved at blæse bobler – NIRSpec har fanget den, der lige er begyndt at dukke op fra den beskyttende sky, hvorfra den blev dannet. Uden Webbs opløsning ved infrarøde bølgelængder ville opdagelsen af denne stjernefødsel i aktion ikke have været mulig. Kredit: NASA, ESA, CSA og STScI

Området får et andet udseende, når det ses i de længere infrarøde bølgelængder, der detekteres af Webbs Mid-infrared Instrument (MIRI). De varme stjerner falmer, og den køligere gas og støv gløder. Inden for stjernernes børnehaveskyer indikerer lyspunkter indlejrede protostjerner, som stadig tager på i masse. Mens kortere bølgelængder af lys absorberes eller spredes af støvkorn i tågen og derfor aldrig når Webb for at blive detekteret, trænger længere mellem-infrarøde bølgelængder ind i dette støv og afslører i sidste ende et hidtil uset kosmisk miljø.

En af grundene til, at Taranteltågen er interessant for astronomer, er, at tågen har en lignende type kemisk sammensætning som de gigantiske stjernedannende områder, der blev observeret ved universets "kosmiske middag", da kosmos kun var et par milliarder år gammel og stjerne dannelsen var på sit højeste. Stjernedannende områder i vores Mælkevejsgalakse producerer ikke stjerner i samme rasende hastighed som Taranteltågen og har en anden kemisk sammensætning. Dette gør Tarantula til det nærmeste (dvs. nemmest at se i detaljer) eksempel på, hvad der skete i universet, da den nåede sit strålende højmiddag. Webb vil give astronomer mulighed for at sammenligne og kontrastere observationer af stjernedannelse i Tarantula-tågen med teleskopets dybe observationer af fjerne galakser fra den faktiske epoke med kosmisk middagstid.

På trods af menneskehedens tusinder af års stjernekiggeri rummer stjernedannelsesprocessen stadig mange mysterier – mange af dem på grund af vores tidligere manglende evne til at få skarpe billeder af, hvad der skete bag de tykke skyer af stjerneskoler. Webb er allerede begyndt at afsløre et univers, der aldrig er set før, og er først i gang med at omskrive den stjernernes skabelseshistorie. + Udforsk yderligere

Webb afslører kosmiske klipper, glitrende landskab af stjernefødsel

Sidste artikelMartian rock-metal-komposit viser potentialet for 3D-print på Mars

Næste artikelGammastråler fra en dværggalakse løser et astronomisk puslespil