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Jun 27, 2023

銀河は単なる星ではありません。 ガスと塵の複雑なネットワーク

天文学者は何十年にもわたって星の形成プロセスを研究してきました。 より高性能な望遠鏡が入手できるようになると、自然界の最も魅力的なプロセスの 1 つに関する複雑な詳細がより明らかになります。 の

天文学者は何十年にもわたって星の形成プロセスを研究してきました。 より高性能な望遠鏡が入手できるようになると、自然界の最も魅力的なプロセスの 1 つに関する複雑な詳細がより明らかになります。 星形成の初期段階は、私たちの観察を妨げるガスと塵の密なベールの中で起こります。

しかし、ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡は、近くの銀河の画像をベールを通して正確に観察します。

PHANGS (Physics at High Angular Resolution in Nearby Galaxies) コラボレーションは、近くの渦巻銀河の大規模な調査です。 PHANGSのウェブサイトによると、その目標は「ガスと星形成の小規模物理学と銀河構造および銀河進化との相互作用を理解する」ことだという。

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ハッブル宇宙望遠鏡やアルマ望遠鏡などの望遠鏡は PHANGS に貢献し、星の誕生のゆりかごであり銀河進化の原動力である銀河内の個々のガス雲や星形成複合体を解明してきました。 現在、JWST は運用されており、PHANGS にも参加しています。

これらの PHANGS 画像では、ジェームズ ウェッブ宇宙望遠鏡が再びその印象的な威力を示しています。 ウェッブの高解像度と赤外線機能により、ガス状や塵状の特徴の複雑なネットワークなど、遠方の渦巻銀河の新たな詳細が明らかになります。 その観察により、少なくとも 21 の新しい論文が生まれました。 これは、望遠鏡が合計 19 個のターゲットのうち 5 個だけを撮影した後のものです。

画像には、ガスや塵のフィラメントが重なり合って、渦巻状の腕が泡立っているような銀河や、新たに形成された星によって刻まれた泡が示されている。

先頭の画像は、約 4,600 万光年離れたところにある二重リング構造を持つ棒状渦巻銀河 NGC 1433 を示しています。 その中心部では激しい星形成活動​​が起こっています。 その螺旋状の腕にも若いスターが溢れており、JWST はそのすべてを見事なディテールで引き出します。 NGC 1433 のコアには、興味深い二重リングの特徴があり、タイトなスパイラル アームが互いとバーの周りを包み込みます。

JWST の赤外線観測能力は新しいものをもたらします。 非常に若い星が誕生するとき、その動きはガスと塵のベールの後ろに隠されています。 星がしばらく輝いて初めて、星風でベールが吹き飛ばされ、天文学者は若い星を見ることができます。 しかし、JWST は待つ必要はありません。 ガスや塵を通して見ることができ、天文学者は他の望遠鏡よりもはるかに若い星を見ることができます。

ハッブルは中間赤外線光子を見ることができないため、JWST のように塵の向こう側を見ることは容易ではありません。 NGC 1433 のような銀河にある小さな塵粒子が若い星からの UV 光子と光学光子を吸収すると、塵粒子は十分に加熱され、確率的加熱と呼ばれるプロセスで中赤外線写真が生成されます。 ジェームズ・ウェッブは中赤外域の観察に優れており、そのおかげで銀河全体の構造が JWST 画像でより鮮明になります。

ウェッブ画像は以前の画像に比べて劇的に改善されており、視覚的な詳細がほとんどの一般の人の目を引くものですが、WEBB は天文学者に科学的な詳細の劇的な改善ももたらします。

リストの次の銀河は M 74 で、約 3,200 万光年離れたところにある渦巻銀河で、幻の銀河としても知られています。 これは、明確に定義された 2 本の渦巻腕があるため、グランド デザインの渦巻銀河タイプの一例です。 他の渦巻銀河の腕は濁っていて輪郭がはっきりしていないように見えますが、M 74 の腕は鮮明な浮き彫りで飛び出しています。

JWST は、ハッブルなどの他の望遠鏡よりも MIR (中赤外線) 光子の観察に優れているだけでなく、角度分解能も高いため、細部がより鮮明に見えます。 宇宙望遠鏡の解像度の向上は、M 74 の構造がいかに複雑であるかを示しており、ガスと塵のシモモのようなフィラメントが中心から銀河の壮大な渦腕まで外側に向かって曲がりくねっています。

M 74 は私たちの視点から正面を向いているため、天文学者にとって貴重な目標となっています。 M 74 の特徴の 1 つは、その中心、または天文学者が核領域と呼ぶものです。 M 74 の核領域には他の渦巻銀河によく見られるガスが存在しないため、天文学者はこの銀河の核星団をはっきりと見ることができます。