詹姆斯·韦伯太空望远镜捕获的高分辨率图像首次为附近恒星形成星系的复杂尘埃模式提供了有力的见解。
宇宙尘埃是宇宙中最基本的组成部分之一，是星系生长的重要成分。当这些微小的颗粒分散开来时，它们有助于为恒星和行星的形成播下种子——但直到最近，通过技术的快速飞跃，天文学家才开始对它们复杂的物理现象发出更明亮的光芒。
由俄亥俄州立大学科学家领导的一个国际天文学家团队利用詹姆斯·韦伯太空望远镜中红外仪器收集的数据，创造了距离银河系相对较近的19 个螺旋星系的令人惊叹的视觉效果。通过检查红外光(肉眼看不见的波长)，这些极其精确的图像揭示了尘埃在被巨大的年轻恒星和周围星际空间辐射加热后如何使宇宙变得肥沃。
“利用这些全新的数据，我们能够看到尘埃排放的分布，并确定这些星系盘中的星际物质是什么样子，”该研究的主要作者、天文学研究生德博斯米塔·帕塔克(Debosmita Pathak)说。俄亥俄州。
这些图像是从 PHANGS-JWST Cycle 1 Treasury 拍摄的，这是一个使用高功率望远镜来更好地了解银河系演化的合作调查项目。在这项研究中，他们使用韦伯观测第一年收集的数据来创建概率分布函数(PDF)测量结果，绘制出星系中红外尘埃排放的图表。
他们发现，中红外区域的星系盘显示出气体的正态分布(在研究的 PDF 图表中表示为高峰值)和高分布(显示为缓坡)。虽然恒星形成苗圃所在的区域看起来明显不同，但这些星系中扩散气体分布的形状和宽度保持一致。
帕塔克说：“从动态角度来看，他们的中心发生了非常不同的事情。” “但是一旦你把中心从图片中去掉，这些星系的盘看起来就非常相似。”
这项最近发表在《天文学杂志》上的研究表明，由于这些观测到的星系发出的红外光的模式似乎是均匀的，因此即使星系环境非常不同，星系盘内的气体密度也会遵循特定的模式。
帕塔克说：“因为这些尘埃可以追踪出未来几代恒星的燃料，所以我们在星系之间看到的相似性表明，恒星和行星形成的某些方面可能在整个星系中是普遍存在的。”
帕塔克说，通过阐明宇宙之谜的另一条线索，这些银河快照也为人类提供了一个观察宇宙之镜的机会。
“我们很难获得银河系的全球视角，”帕塔克说。“这项研究告诉我们，如果你作为一个局外人来观察它，你会看到与我们在附近其他一堆星系中看到的类似的东西。”
此外，加深我们目前对附近星系结构的了解可以更好地掌握天体物理学，包括宇宙中各种物体如何组合在一起。
最终，一旦在接下来的几个 JWST 周期后获得更多数据，该团队计划以更大、更丰富的样本量重做大部分工作。
帕塔克说：“你无法以如此高分辨率观察宇宙中的所有星系，因此能够对它们进行一般性的定量陈述是有帮助的，因为这使我们能够推断出未来越来越多的星系。”
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