JWSTの画像は19個の渦巻銀河の渦巻く腕を映し出す

ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡（JWST）を使用する天文学者たちは、近赤外線と中赤外線の組み合わせで撮影した、19 個の近くの正面向きの渦巻き銀河の新しい画像を公開しました。渦巻き銀河は、宇宙で最も畏敬の念を抱かせる天体です。その淡褐色で波打つ腕には、鮮やかな色と光の渦巻き模様に並んだ星がぎっしり詰まっています。欧州宇宙機関（ESA）によると、視覚的に最も壮観な渦巻き銀河は「正面向き」と考えられており、つまり、その渦巻き腕と膨らみがはっきりと見えるということです。

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これらの新しい画像は、複数の異なる望遠鏡から収集された長年のデータを組み合わせて、渦巻銀河とその形成のより完全な図を描き出します。

「私たちのチームは、これらの画像の詳細さの多さに、良い意味で常に圧倒されているように感じます」と、英国オックスフォード大学の博士研究員トーマス・ウィリアムズ氏は声明で述べた。

渦巻き腕のトレース

JWST の近赤外線カメラ (NIR-Cam) は、新しい画像で青い色調で表示される数百万の星を捉えました。星の中には密集して密集しているものもあれば、渦巻き腕に沿って広がっているものもあります。

望遠鏡の中間赤外線装置 (MIRI) のデータは、星の周囲と星の間に輝く宇宙塵が存在する場所を示しています。また、完全に形成されていないいくつかの星も示しています。これらの星は、成長の原動力となる塵とガスにまだ包まれています。

ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡による近赤外線および中赤外線で撮影された 19 個の正面向きの渦巻き銀河のコレクション。画像提供: NASA、ESA、CSA、STScI、Janice Lee (STScI)、Thomas Williams (オックスフォード)、PHANGS チーム。デザイナー: Elizabeth Wheatley (STScI)

「銀河の中で最も新しく、最も質量の大きい星が見つかるのはここだ」とカナダのアルバータ大学の物理学者エリック・ロソロウスキー氏は声明で述べた。

JWSTの画像には、ガスと塵の中にある大きな球状の殻も写っている。研究チームによると、これらの穴は、1つまたは複数の恒星が爆発してできた可能性があるという。爆発によって、星間物質に巨大な穴が開けられた。

また、新しい画像では、渦巻き腕によって赤やオレンジ色に見えるガスの拡張領域も明らかになった。

「これらの構造は、銀河の特定の部分で同じパターンをたどる傾向があります」とロソロウスキー氏は付け加えた。「私たちはこれを波のようなものだと考えており、その間隔から銀河がガスと塵をどのように分布しているかについて多くのことがわかります。」

これらの構造をさらに研究することで、宇宙の銀河がどのように星形成を構築し、維持し、停止するかについての重要な洞察が得られる可能性があります。

銀河の中心

渦巻き銀河は内側から外側に向かって成長していくようです。星は銀河の中心で形成され、腕に沿って広がり、中心から離れて渦巻きます。星の位置も年齢の手がかりになります。若い星は銀河の中心から最も遠い星である可能性が高いです。中心に最も近い、青いスポットライトで照らされているように見える領域は、古い星であると考えられています。

この画像では、正面から見る棒渦巻銀河 NGC 1512 が対角線上に分割されています。JWST の観測は左上に、ハッブル宇宙望遠鏡の観測は右下に表示されています。JWST の観測は近赤外線と中赤外線を組み合わせ、ハッブルの観測は可視光線と紫外線を映し出します。塵は紫外線と可視光線を吸収し、赤外線で再放射します。JWST の画像では、赤外線で輝く塵が見えます。ハッブルの画像では、暗い領域は星の光が塵に吸収された場所です。クレジット: NASA、ESA、CSA、STScI、Janice Lee (STScI)、Thomas Williams (オックスフォード大学)、PHANGS チーム

ピンクと赤のスパイク状の銀河核は、巨大で非休眠状態のブラックホールの兆候である可能性がある。

「これは、活動的な超大質量ブラックホールが存在する可能性があることを示す明確な兆候です」と、ドイツのマックス・プランク天文学研究所のスタッフ科学者、エヴァ・シネラー氏は声明で述べた。「あるいは、中心に向かう星団が非常に明るいため、画像のその部分が飽和状態になっているのかもしれません」

PHANGSを宇宙に沈める

これらの画像は、PHANGS（近傍銀河の高角度解像度物理学）と呼ばれる長期にわたるプロジェクトの一部です。このプロジェクトは、世界中の 150 人以上の天文学者によってサポートされています。JWST が画像を作成する以前、PHANGS はすでに NASA のハッブル宇宙望遠鏡、超大型望遠鏡のマルチユニット分光探査機、アタカマ大型ミリ波サブミリ波干渉計からの大量のデータを分析していました。

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これまでの観測は紫外線、可視光線、電波で行われていました。JWST の新たな近赤外線と中赤外線の観測は、渦巻銀河の研究にいくつかの証拠をもたらしました。

正面から見た渦巻き銀河、NGC 4535。ガスと塵はオレンジと赤の鮮やかな色合いで際立っており、ギザギザの縁のように見える細かい渦巻き形状を示しています。これらは銀河の星形成領域の一部です。古い星も若い星も青く見えます。クレジット: NASA、ESA、CSA、STScI、Janice Lee (STScI)、Thomas Williams (オックスフォード)、PHANGS チーム。

「ウェッブ氏の新しい画像は並外れたものだ」とメリーランド州にある宇宙望遠鏡科学研究所の戦略的イニシアチブ担当プロジェクト科学者、ジャニス・リー氏は声明で述べた。「何十年も同じ銀河を研究してきた研究者にとっても衝撃的だ。泡や糸状体はこれまで観測された中で最も小さなスケールまで解像されており、星形成サイクルについて物語っている。」

これらの新しい画像に加えて、PHANGS チームは、天文学者が恒星の一生についてさらに詳しく知るのに役立つ可能性のある、これまでで最大の約 10 万個の星団のカタログも公開しました。

「星は何十億年、何兆年も生き続けることができる」とオハイオ州立大学の天文学者アダム・ルロイ氏は声明で述べた。「あらゆる種類の星を正確にカタログ化することで、星のライフサイクルについて、より信頼性が高く総合的な見解を構築できる」

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