A csillagok keletkezésének bonyolult folyamata és a fiatal csillagok környezetének vizsgálata a csillagászat legnépszerűbb és éppen ezért leginkább kutatott területei közé tartozik, azonban még napjainkban is számos rejtélyt, megválaszolatlan kérdést tartogat. Ezeket a kérdéseket igyekeznek a kutatók megválaszolni a minden eddiginél részletesebb felvételeket készítő James Webb-űrtávcső segítségével.

Az űrtávcső fedélzetén lévő közeli infravörös kamera (NIRCam, Near-Infrared Camera) és középinfravörös kamera (MIRI, Mid-Infrared Instrument) két új képet készített a Triangulum-galaxisban (M33) található, tőlünk 2,73 millió fényévnyi távolságban lévő csillagkeletkezési régióról, az NGC katalógus 604-es sorszámmal ellátott objektumáról. Ezeken a képeken az eddigieknél jóval részletgazdagabban jelennek meg az NGC 604 területén található, üresnek látszó buborékok és a szálas szerkezetű struktúrák mint a csillagkeletkezés nyomjelzői.

Az NGC 604-es csillagkeletkezési terület porában több mint 200 nagy tömegű, forró, fiatal csillag bújik meg. Az ilyen csillagokra a csillagászati szaknyelv O és B típusú csillagként hivatkozik, amelyek hőmérséklete és mérete jócskán meghaladja a Napét: a régió legnagyobb tömegű csillagai akár 100 naptömegnél is több anyagt tartalmazhatnak. A terület különlegessége, hogy galaxisunk környezetében ritka az ilyen típusú csillagok ennyire sűrű előfordulása, sőt, a Tejútrendszerben nem is ismerünk az új képeken látotthoz hasonlót. Éppen ezért ennek a különlegesen sok fiatal csillagot tartalmazó régiónak a feltérképezése kiváló lehetőséget nyújt a kutatóknak a csillagfejlődés korai szakaszainak vizsgálatára.

A James Webb-űrtávcső közeli infravörös kamerájának felvételén a legszembetűnőbb alakzatok a szálas szerkezetű, indához hasonlatos struktúrák, illetve a vörös fényt kibocsátó csomósodások, amelyeket az üresnek látszó buborékok környezetében figyelhetünk meg. Ezeket a buborékokat a legfényesebb és legforróbb, nagy tömegű fiatal csillagokból kiáramló csillagszél vájta környezetébe, majd a szintén a csillagból származó ultraibolya sugárzás ionizálta a környező gázt. Az ilyen módon ionizált hidrogéngáz a felvételeken kísérteties, kékes fehér ragyogással tölti ki a teret.

A NIRCam képén látható fényes, narancssárga színű csíkok szénalapú molekulák jelenlétét jelzik, mégpedig az úgynevezett sokgyűrűs aromás szénhidrogénekét (PAH), amelyek a csillag- és bolygókeletkezés jól ismert nyomjelzői. Bár mindenhol jelen vannak ezek a molekulák, ahol csillagkeletkezés is zajlik, eredetük még napjainkban sem ismert pontosan, és éppen ezért kutatásuk kiemelt szerepet játszik a csillagkeletkezés fizikájának megértésében.

A középen lévő buborékoktól valamelyest eltávolodva a kép szélei felé sötétvörös színnel világít a csillagkeletkezés ideális környezetét megteremtő, alacsony hőmérsékletű molekuláris hidrogéngáz.

A James Webb-űrtávcső rendkívül nagy felbontása azt is lehetővé tette a kutatók számára, hogy néhány, korábban a régiótól különállónak hitt területről bebizonyítsák, hogy valójában az NGC 604-hez tartoznak. Erre példa a terület közepétől egy kicsit feljebb látható, vörös gázfonállal összekötött két fényes, fiatal csillag, amelyek üregeket vájtak a körülöttük lévő csillagközi porba. A NASA Hubble-űrtávcsövének korábbi, látható tartományban készült képein ezek a csillagok a régiótól különálló objektumként jelentek meg.

Az újonnan készült középinfravörös képek szintén új távlatokat nyitnak ennek a különleges aktivitást mutató csillagkeletkezési régiónak a feltérképezésében, noha a MIRI képén jóval kevesebb csillag látszik, mint a közeli infravörös kamera felvételén. Ennek az az oka, hogy a forró csillagok a középinfravörös hullámhosszakon kevesebb sugárzást bocsátanak ki, mint a közeli infravörös tartományban, a csillagoknál jóval hidegebb por, illetve gáz azonban fényesnek látszik. A MIRI képén látható csillagok az őket körülölelő galaxisba tartozó, a kék csillagoknál alacsonyabb hőmérsékletű, ám igen nagy méretű vörös szuperóriás csillagok, amelyek átmérője nagyságrendekkel meghaladja Napunkét. Ezenkívül olyan háttérgalaxisok is látszanak ezen a képen, amelyek a NIRCam felvételein elmosódottnak tűntek. Megemlítendő továbbá, hogy a MIRI képén is észrevehetőek a sokgyűrűs aromás szénhidrogének, csak ezúttal kék szín jelzi őket.

A kutatók az újonnan készült képek alapján azt is megállapították, hogy az NGC 604-es csillagkeletkezési régió körülbelül 3,5 millió éves lehet, izzó gázfelhőjének átmérője pedig körülbelül 1300 fényév.

A cikk forrása: https://webbtelescope.org/contents/news-releases/2024/news-2024-110