Kiedy wystrzelono Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST), jednym z jego zadań było badanie powstawania i ewolucji galaktyk. Kiedy rozglądamy się po Wszechświecie, dzisiejsze galaktyki przybierają kształt wielkich spiral, takich jak galaktyka Wir i gigantycznych galaktyk eliptycznych, takich jak M60. Ale galaktyki nie zawsze tak wyglądały. Nie widzimy tych kształtów, kiedy patrzymy na najbardziej odległe i najstarsze galaktyki. Wczesne galaktyki są nierówne i zniekształcone oraz pozbawione struktury współczesnych galaktyk. Nowe badanie oparte na obserwacjach JSWT dotyczy cząsteczek organicznych w pobliżu centrów galaktyk. Naukowcy twierdzą, że obserwacja tych cząsteczek może nas wiele nauczyć o ewolucji galaktycznej.
Cząsteczki w tym badaniu to wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA). Są ważnymi elementami budulcowymi dla związków prebiotycznych. Związki te mogły odegrać rolę we wczesnym tworzeniu się życia. Ale są atrakcyjne nie tylko dla naukowców ze względu na ich związek z życiem. Kiedy WWA są oświetlone promieniowaniem optycznym i UV z gwiazd, wzbudzają się i są bardzo jasne w pasmach emisji podczerwieni. Tak więc ich obserwacja mówi astronomom wiele o warunkach wewnątrz galaktyki.
Badanie to „Widok w wysokiej rozdzielczości kątowej emisji PAH w galaktykach Seyferta przy użyciu danych JWST/MRS”, opublikowany w czasopiśmie Astronomy and Astrophysics. Głównym autorem jest dr Ismael García-Bernete z Wydziału Fizyki Uniwersytetu Oksfordzkiego. Badanie to opiera się na danych z instrumentu Mid-Infrared Instrument (MIRI ) JWST. MIRI jest dostrojony do obserwacji w zakresie od 5 do 28 mikronów widma elektromagnetycznego i może zapewnić obrazowanie w szerokim polu. Może również wykonywać spektroskopię średniej rozdzielczości.
Ewolucja galaktyk to bardzo aktywna dziedzina badań, w której co roku badacze z całego świata publikują wiele artykułów. Ewolucja strukturalna galaktyk jest kluczowym elementem całego wysiłku. Dzieje się tak, ponieważ ewolucja strukturalna zależy od wielu innych właściwości galaktyki, takich jak powstawanie gwiazd, masa gwiezdna i metaliczność. Wszystkie są ze sobą powiązane i kiedy dowiadujemy się o jednym z nich, to znaczy, że uczymy się o nich wszystkich. Przez całe życie galaktyki będzie przechodzić wiele procesów, które zmieniają jej strukturę i morfologię. Obejmują one powstawanie galaktycznych wybrzuszeń i dysków oraz zakończenie aktywnego formowania się gwiazd. Obejmują one również dopływ gazu, który napędza powstawanie ramion spiralnych. Głównym wydarzeniem, które napędza ewolucję galaktyk, są prawdopodobnie fuzje z innymi galaktykami.
Ponieważ PAH są szeroko rozpowszechnione w kosmosie w różnych środowiskach i obiektach, dobrze nadają się do zrozumienia ewolucji galaktyk. Ich wszechobecny charakter sprawia, że są cenne dla naukowców, ponieważ mogą porównywać, jak różne WWA zachowują się w różnych miejscach i lepiej rozumieć środowiska, w których się znajdują. Badanie koncentrowało się na WWA w trzech różnych galaktykach Seyferta.
Ponieważ PAH są wzbudzane przez gwiazdy i świecą w podczerwieni, astronomowie używają ich do śledzenia aktywności wewnątrz galaktyk. Są doskonałymi wskaźnikami powstawania gwiazd w galaktykach gwiazdotwórczych. Śledzą również aktywność w aktywnych jądrach galaktyk (AGN), jasnych obszarach w centrach galaktyk, gdzie jasność nie pochodzi od gwiazd. W tym badaniu naukowcy porównali emisje PAH w pobliżu AGN z emisjami PAH w pobliżu regionów formowania się gwiazd. Teoria przewiduje, jak powinny się zachowywać WWA. Wcześniejsze badania przewidywały, że PAH nie mogą przetrwać w pobliżu centrów galaktyk z aktywnymi czarnymi dziurami. Powinny zostać zniszczone w tym środowisku, gdzie energetyczne fotony mogą je rozdrabniać.
Ale dzięki sile JWST i tego zespołu badawczego wiemy teraz, że to nieprawda. Naukowcy sądzą, że PAH mogą przetrwać w pobliżu czarnych dziur, ponieważ w pobliżu jądra galaktyki może znajdować się duża ilość gazu molekularnego.
Ale nie przetrwają bez szwanku. W końcu supermasywne czarne dziury (SMBH) to ogromne dziwne i potężne obiekty, które dosłownie wypaczają czasoprzestrzeń. Emitują również silne promieniowanie, czasami jako fotony o wysokiej energii w zakresie fal rentgenowskich i gamma. Więc nawet jeśli PAH mogą przetrwać w pobliżu SMBH, nie wszystkie przetrwają. Badanie to wykazało, że mniejsze cząsteczki i naładowane cząsteczki zostały zniszczone w tym środowisku, ale przetrwały większe i bardziej neutralne cząsteczki. Nakłada to w przyszłości istotne ograniczenia na stosowanie WWA jako znaczników.
To jedne z pierwszych badań, które wynikają z obserwacji JWST. Niektóre obserwacje w tym badaniu pochodzą z początkowej fazy rozruchu teleskopu. Tak więc w przyszłości pojawi się znacznie więcej tego typu badań. Dla tego zespołu to ważne. W podsumowaniu piszą:
Jednak nie mogąc się doczekać badań, które opierają się na tych wynikach, główny autor García-Bernete jest również entuzjastycznie nastawiony do dotychczasowych osiągnięć. Moc obserwacyjna JWST sprawia, że PAH stają się jeszcze dokładniejsze.
______________________
Spodobał Ci się wpis ? To postaw kawę
