Unge stjerner former galaksene sine – ny studie kartlegger 18 000 stjernedannende regioner

Den ioniserte gassen er mest lyssterk i skallene til ekspanderende bobler og faller sammen med de yngste – omtrent 1 million år gamle – og mest massive – omtrent 10⁵ solmasser – stjerneassosiasjonene . Denne direkte sammenhengen gir sterke bevis for at disse unge, massive stjernene er motorene som driver utvidelsen.

To galakser forteller to historier: Miljøet har stor betydning

Hvorvidt stjernedannende regioner fortsetter å vokse eller stagnerer, avhenger sterkt av miljøet rundt dem . I normale spiralgalakser som Melkeveien er feedback-prosessen relativt ryddig. Men i mer ekstreme systemer endrer forholdene seg dramatisk.

Studien fremhever det ekstreme tilfellet NGC 3256 – et kolliderende stjernedannende system omtrent 100 millioner lysår unna i stjernebildet Seilet, dannet etter kollisjonen mellom to separate galakser . Studert gjennom GOALS (Great Observatories All-Sky LIRG Survey), tegner NGC 3256 et helt annet bilde .

Feedback-trykket i NGC 3256 er omtrent 100 ganger sterkere enn i galakser som Melkeveien . Dette skaper et langt mer turbulent og uforutsigbart miljø der gassen ikke befinner seg i en flat skive . Unge, massive stjernehoper i de tetteste områdene blir holdt tilbake av dette intense trykket, men de fleste hopene er likevel kraftige nok til å fortsette å utvide seg .

Molekylgassen i NGC 3256 er ekstrem etter alle mål: gigantiske molekylskyer viser medianhastighetsspredninger på 23 km/s, masseflatedensiteter på 470 M☉ pc⁻², og internt turbulent trykk som er en størrelsesorden høyere enn i normale skivegalakser .

Skjult i synlig lys: Støvinnhyllete unge stjernehoper

En følgestudie av Sajia Shahrin Neha brukte JWSTs NIRCam- og MIRI-instrumenter, og avbildet ved bølgelengder fra 2 til 21 mikrometer, for å studere unge, støvete kompakte kilder i nærliggende galakser . Studien avdekket tidligere skjulte unge massive stjernehoper (YMCs) som var fullstendig begravd i kosmisk støv og usynlige for tidligere optiske undersøkelser .

Disse støvinnhyllete YM-ene representerer de tidligste fasene av hopdannelse – et stadium som JWSTs infrarøde egenskaper er unikt i stand til å oppdage . I NGC 3256 alene identifiserte JWST 116 slike kraftig tilslørte YMCs, noe som øker det kjente antallet støvinnhyllete massive stjernehoper med en størrelsesorden sammenlignet med tidligere Hubble-studier . Dataene antyder en rask støvklaringstid på mindre enn 3–4 millioner år for disse fremvoksende hopene .

Bredere implikasjoner: En referanse for galaktiske utviklingsmodeller

Forskerteamet konkluderte med at disse målingene gir fysiske forhold som «ikke har vært mulig å studere før» og utgjør en kritisk referanse for å forbedre modeller for hvordan galakser utvikler seg på tvers av ulike miljøer .

Funnene bidrar til å forklare hvordan unge stjerner påvirker vertsgalaksene sine lenge før dramatiske hendelser som supernovaeksplosjoner inntreffer, og viser at feedback-modeller må ta hensyn til miljøkontekst – fra stille spiraler til voldelige kollisjoner . Sammen med oppdagelsen av begravde hoper gir dette arbeidet astronomer en mer fullstendig oversikt over stjernedannelse, og fyller inn de tidligste, mest støvskjulte fasene som tidligere var usynlige.

Hva nå?

PHANGS-JWST Treasury Survey fortsetter å samle inn data, med planer om å lage en fullstendig oversikt over stjernedannelse, nøyaktige masse- og aldersmålinger av stjernehoper, og detaljerte kart over hvordan stellar feedback endrer det interstellare mediet på tvers av et bredt spekter av galaktiske miljøer .