研究提供星系内部结构的详细照片

詹姆斯·韦伯太空望远镜捕捉到的高分辨率图像首次为我们提供了关于附近恒星形成星系复杂尘埃模式的有力见解。

宇宙尘埃是宇宙中最基本的组成部分之一，是星系成长的重要因素。

当分散时，这些微小的颗粒有助于为恒星和行星的产生埋下种子-然而，直到最近，通过技术的快速飞跃，天文学家才开始为他们复杂的物理学提供更明亮的光线。

由俄亥俄州立大学的科学家领导的一个国际天文学家小组使用詹姆斯·韦伯太空望远镜的中红外仪器收集的数据创建了19个螺旋星系的惊人图像，这些星系位于距离银河系相对较近的地方。

通过检查红外光-肉眼不可见的波长-这些令人难以置信的精确图像揭示了尘埃在受到大质量年轻恒星和周围星际空间辐射的加热后如何滋养宇宙。

“利用这些全新的数据，我们能够看到尘埃排放的分布，并确定这些星系盘中的星际物质是什么样子的，”该研究的主要作者、俄亥俄州立大学天文学研究生Debosmita Pathak说。

这些图像来自PHANGS-JWST第一周期财政部，这是一项利用高倍望远镜更好地了解银河系演化的调查合作。

在这项研究中，他们使用第一年韦伯观测收集的数据创建了概率分布函数(PDF)测量，绘制了星系在中红外波段的尘埃排放。

他们发现中红外星系盘既显示了气体的正常分布(在研究的PDF图表中显示为高峰)，也显示了高分布(显示为缓坡)。虽然恒星形成温床所在的区域看起来明显不同，但这些星系中扩散气体分布的形状和宽度保持一致。

“从动态上看，他们在中心都有非常不同的事情发生，”Pathak说。

“但是一旦你把中心从图片中去掉，这些星系的圆盘看起来彼此非常相似。”

这项研究最近发表在《自然》杂志上天文学杂志，表明由于这些观测到的星系发出的红外光模式似乎是统一的，因此即使在非常不同的星系环境中形成，星系盘中的气体密度也遵循特定的模式。

“因为这些尘埃为未来世代的恒星提供了燃料，”Pathak说，“我们在星系中看到的相似性表明，恒星和行星形成的某些方面可能是跨星系的普遍现象。”

Pathak说，通过阐明有关我们宇宙奥秘的另一条线索，这些银河快照也为人类提供了一个审视宇宙之镜的机会。

“我们很难获得银河系的全局视角，”Pathak说。

“这项研究告诉我们，如果你从外部观察它，你会看到类似于我们在其他一些邻近星系中看到的东西。”

此外，加深我们目前对附近星系结构的了解可以更好地掌握天体物理学，包括宇宙中各种物体如何相互配合。

最终，在接下来的几个JWST周期后，一旦有更多的数据可用，该团队计划用更大、更丰富的样本量来重做大部分工作。

Pathak说:“你无法以如此高的分辨率观察宇宙中的所有星系，因此能够对它们做出总体的定量陈述是有帮助的，因为这使我们能够推断未来越来越多的星系。”

这项研究得到了美国国家科学基金会、亚历山大·冯·洪堡基金会、海兴-西蒙斯基金会、加拿大自然科学与工程研究委员会(NSERC)和西蒙斯基金会的支持。俄亥俄州的其他合著者有亚当·k·勒罗伊、托德·a·汤普森和劳拉·a·洛佩兹。

来源: Materials provided by Ohio State University. Original written by Tatyana Woodall.
注明: Content may be edited for style and length. Related Multimedia: A galaxy's inner makeup Journal Reference: Debosmita Pathak, Adam K. Leroy, Todd A. Thompson, Laura A. Lopez, Francesco Belfiore, Médéric Boquien, Daniel A. Dale, Simon C. O. Glover, Ralf S. Klessen, Eric W. Koch, Erik Rosolowsky, Karin M. Sandstrom, Eva Schinnerer, Rowan Smith, Jiayi Sun, Jessica Sutter, Thomas G. Williams, Frank Bigiel, Yixian Cao, Jérémy Chastenet, Mélanie Chevance, Ryan Chown, Eric Emsellem, Christopher M. Faesi, Kirsten L. Larson, Janice C. Lee, Sharon Meidt, Eve C. Ostriker, Lise Ramambason, Sumit K. Sarbadhicary, David A. Thilker. A Two-Component Probability Distribution Function Describes the Mid-IR Emission from the Disks of Star-forming Galaxies. The Astronomical Journal, 2023; 167 (1): 39 DOI: 10.3847/1538-3881/ad110d