Ovaj noviji članak s NASA-inog sajta Svemirskog teleskopa James Webb se nastavlja na jedan stariji (2019. g.) članak s Chandrinog sajta. Potonji tekst i slike koje su objavljene uz njega, možete pronaći u sljedećoj objavi:

Chandra je uočio najvrući plin, na slici prikazan ljubičastom bojom. Mlazovi, predočeni crvenom bojom, brizgaju iz središta jata (Tj. iz blizine supermasivne crne jame u središtu središnje galaktike jata. Prim. prev.) i napuhuju mjehuraste šupljine u usijanom plinu. Taj je plin ovdje ocrtan ljubičastim crtkanim krivuljama. Pramenje hladnijeg plina od kojega već nastaju nove zvijezde, opaženo Hubbleom, obojeno je plavo.

(...) Na ovu su sliku zelenim krivuljama ucrtani i obrisi područja u kojemu se nalazi topli plin. Položaj toga plina je dokučen na temelju spektroskopskih podataka prikupljenih Webbom. On se nalazi između dviju šupljina s vrlo vrućim plinom.

Webb stvara cjelovitu predodžbu o tome kako u galaktičkom jatu Feniks nastaju zvijezde

Istraživači su uz pomoć NASA-inog Svemirskog teleskopa James Webb konačno razriješili zagonetku visoke stope nastanka zvijezda u jednom masivnom galaktičkom jatu. Ta Webbova potvrda je dopuna više od desetljeća dugih istraživanja provedenih NASA-inim Rendgenskim opservatorijem Chandrom i Svemirskim teleskopom Hubble, kao i teleskopima u nekoliko zvjezdarnica na Zemlji.

Jato Feniks, velika skupina galaktika povezanih gravitacijom i udaljenih od nas 5,8 milijardi svjetlosnih godina, privlači pozornost astronoma zbog nekoliko svojih jedinstvenih svojstava. Jedno od njih je posebno zanimljivo: unatoč tome što u njegovu središtu postoji supermasivna crna jama s približno 10 milijardi Sunčevih masa, izgleda da se plin u tome jatu vrlo brzo hladi, što omogućuje mahnito brzu proizvodnju novih zvijezda. U drugim proučavanim galaktičkim jatima, središnja supermasivna crna jama pogoni emisiju struja brzih čestica i zračenja koja ne dopušta plinu unutar jata da se ohladi i zbije u zvijezde. Istraživači su proučavali tokove plina unutar ovog jata kako bi razumjeli na koji način on podržava tako ekstremnu zvjezdorodnu aktivnost.

"Ranija istraživanja jata Feniks, koja su pokazala različite stope hlađenja pri različitim temperaturama, možemo usporediti sa skijaškom padinom", kaže Michael McDonald, znanstvenik iz Massachusettskog tehnološkog instituta (engl. krat. MIT), koji je vodio ovo istraživanje. "Među svim poznatim galaktičkim jatima, Feniks ima najveći spremnik vrućeg plina koji se hladi: to je analogno vrlo prometnoj žičari koja dovodi veliki broj skijaša na vrh planine. Međutim, neće se svi ti skijaši spustiti niz obronak planine. Drugim riječima, neće se sav plin ohladiti do niskih temperatura. Ako bi na nekom skijalištu znatno više ljudi silazilo sa žičare na vrh padine, no što bi ih stizalo u podnožje planine, nastao bi grdan problem!"

U jatu Feniks taj račun sve do sada nije štimao. Istraživačima je promicao neki važni element procesa. Webb je sada pronašao te zamišljene skijaše u podnožju planine, i to tako da je mapirao razdiobu nedostajućeg plina u procesu hlađenja, koji će na koncu poslužiti kao sirovina za nastanak zvijezda. Što je još važnije, taj umjereno topli plin je pronađen između šupljina koje ocrtavaju vrlo vrući plin, s temperaturom od usijanih 10 milijuna kelvina, i plin koji je već ohlađen do temperature od oko 10 tisuća stupnjeva. (U toj nespretnoj analogiji, taj Webbov plin srednjih temperatura bi odgovorao ne skijašima na dnu staze, već onima koji upravo skijaju niz obronak. Prim. prev.)

Ovaj istraživački tim je proučavao jezgru Feniksa detaljnije no itko dosad, i to Webbovim MIRI-jem. Taj alat omogućuje istraživačima da u samo jednom promatranju prikupe dvodimenzionalne spektralne podatke o promatranom dijelu neba.

"Ranija su istraživanja bila usredotočena isključivo na najtopliji i najhladniji plin u središtu jata", dodaje McDonald. "Bili smo ograničeni nemogućnošću uočavanja toplog plina za kojim smo tragali. Zahvaljujući Webbu, to sada možemo učiniti po prvi put."

Hir prirode

To što je Webb uspio uočiti plin koji se hladi i koji ima tu specifičnu temperaturu od oko 30 tisuća kelvina, dijelom je zasluga njegovog instrumentarija. Međutim, istraživači su tu imali i malu pomoć prirode!

Ta neobičnost uključuje dva vrlo različita ionizirana atoma - neona i kisika - nastala u sličnim okolišima. Na tim temperaturama (Vjerojatno se misli na oko 30 tisuća kelivna. Prim. prev.) je emisija iz kisika 100 puta sjajnija, no ona je vidljiva jedino u ultraljubičastom području. Premda je neon puno bljeđi, on svijetli u infracrvenom, što je omogućilo astronomima da iskoriste Webbove napredne instrumente.

"U srednjim infracrvenim valnim duljinama koje je uočio Webb, potpis neona IV (tj. iona neona kojima manjkaju po tri elektrona) je zbilja upadao u oči", pojašnjava Michael Reefe, također iz MIT-a, prvi autor znanstvenog rada kojim je opisano ovo istraživanje, a koji je objavljen u Prirodi. "Premda je tu emisiju obično teže uočiti, Webbova osjetljivost u srednjem infracrvenom području je omogućila da vidimo kroz sav taj šum." (Nije jasna ulogu koju je u svemu tome imao spomenuti kisik. Prim. prev.)

Ovi se istraživači sada nadaju istu tehniku primijeniti i na proučavanje uobičajenijih galaktičkih jata. I tok je jato Feniks po mnogo čemu jedinstveno, ovim je pokazano da je pristup zdrav i da je riječ o važnom iskoraku k boljem razumijavanju načina na koji i druga galaktička jata proizvode svoje zvijezde.

NASA, CXC, NRAO, ESA, Michael McDonald (MIT), Michael Reefe (MIT)