Een team van astronomen heeft nieuwe waarnemingen vrijgegeven van nabije sterrenstelsels die lijken op kleurrijk kosmisch vuurwerk. De afbeeldingen, verkregen met de Very Large Telescope van de European Southern Observatory (ESO's VLT), verschillende componenten van de sterrenstelsels in verschillende kleuren laten zien, waardoor astronomen de locaties van jonge sterren en het gas dat ze eromheen opwarmen kunnen lokaliseren. Door deze nieuwe waarnemingen te combineren met gegevens van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), waarin ESO een partner is, het team helpt nieuw licht te werpen op wat gas aanzet om sterren te vormen.

Astronomen weten dat sterren worden geboren in gaswolken, maar wat zorgt voor stervorming, en hoe sterrenstelsels als geheel daarin spelen, blijft een mysterie. Om dit proces te begrijpen, een team van onderzoekers heeft verschillende nabije sterrenstelsels waargenomen met krachtige telescopen op de grond en in de ruimte, het scannen van de verschillende galactische regio's die betrokken zijn bij stergeboorten.

"Voor het eerst lossen we individuele eenheden van stervorming op over een breed scala aan locaties en omgevingen in een monster dat de verschillende soorten sterrenstelsels goed weergeeft, " zegt Eric Emsellem, een astronoom bij ESO in Duitsland en leider van de op VLT gebaseerde waarnemingen die zijn uitgevoerd als onderdeel van het project Physics at High Angular resolution in Near GalaxieS (PHANGS). "We kunnen het gas dat sterren voortbrengt rechtstreeks waarnemen, we zien de jonge sterren zelf, en we zijn getuige van hun evolutie door verschillende fasen."

Emsellem, die ook verbonden is aan de Universiteit van Lyon, Frankrijk, en zijn team hebben nu hun laatste set galactische scans vrijgegeven, genomen met het Multi-Unit Spectroscopic Explorer (MUSE)-instrument op ESO's VLT in de Atacama-woestijn in Chili. Ze gebruikten MUSE om pasgeboren sterren en het warme gas om hen heen te traceren, die wordt verlicht en verwarmd door de sterren en fungeert als een rokend geweer van voortdurende stervorming.

De nieuwe MUSE-beelden worden nu gecombineerd met waarnemingen van dezelfde sterrenstelsels die met ALMA zijn gemaakt en eerder dit jaar zijn vrijgegeven. ALMA, die zich ook in Chili bevindt, is bijzonder geschikt voor het in kaart brengen van koude gaswolken - de delen van sterrenstelsels die de grondstof leveren waaruit sterren worden gevormd.

Door MUSE- en ALMA-beelden te combineren, kunnen astronomen de galactische gebieden onderzoeken waar stervorming plaatsvindt, vergeleken met waar het naar verwachting zal gebeuren, om beter te begrijpen wat triggers, stimuleert of houdt de geboorte van nieuwe sterren tegen. De resulterende beelden zijn verbluffend, biedt een spectaculair kleurrijk inzicht in stellaire kraamkamers in onze naburige sterrenstelsels.

"Er zijn veel mysteries die we willen ontrafelen, ", zegt Kathryn Kreckel van de Universiteit van Heidelberg in Duitsland en lid van het PHANGS-team. " Worden sterren vaker geboren in specifieke regio's van hun gaststerrenstelsel - en, als, waarom? En hoe beïnvloedt hun evolutie de vorming van nieuwe generaties sterren nadat sterren zijn geboren?"

Astronomen kunnen deze vragen nu beantwoorden dankzij de schat aan MUSE- en ALMA-gegevens die het PHANGS-team heeft verzameld. MUSE verzamelt spectra - de "barcodes" die astronomen scannen om de eigenschappen en aard van kosmische objecten te onthullen - op elke afzonderlijke locatie binnen zijn gezichtsveld, waardoor veel rijkere informatie wordt geboden dan traditionele instrumenten. Voor het PHANGS-project, MUSE observeerde 30.000 nevels van warm gas en verzamelde ongeveer 15 miljoen spectra van verschillende galactische gebieden. De ALMA-waarnemingen, anderzijds, stelde astronomen in staat om ongeveer 100 000 koude-gasgebieden in 90 nabije sterrenstelsels in kaart te brengen, het produceren van een ongekend scherpe atlas van stellaire kraamkamers in het nabije heelal.

Naast ALMA en MUSE, het PHANGS-project bevat ook waarnemingen van de NASA/ESA Hubble-ruimtetelescoop. De verschillende observatoria zijn geselecteerd om het team in staat te stellen onze galactische buren op verschillende golflengten (zichtbaar, nabij-infrarood en radio), waarbij elk golflengtebereik verschillende delen van de waargenomen sterrenstelsels onthult. "Hun combinatie stelt ons in staat om de verschillende stadia van stellaire geboorte te onderzoeken - van de vorming van de stellaire kraamkamers tot het begin van de stervorming zelf en de uiteindelijke vernietiging van de kraamkamers door de pasgeboren sterren - in meer detail dan mogelijk is met individuele waarnemingen. , " zegt PHANGS-teamlid Francesco Belfiore van INAF-Arcetri in Florence, Italië. "PHANGS is de eerste keer dat we zo'n compleet beeld hebben kunnen samenstellen, foto's maken die scherp genoeg zijn om de individuele wolken te zien, sterren, en nevels die vormende sterren betekenen."

Het werk van het PHANGS-project zal verder worden aangescherpt door toekomstige telescopen en instrumenten, zoals NASA's James Webb Space Telescope. De op deze manier verkregen gegevens zullen een verdere basis leggen voor waarnemingen met ESO's toekomstige Extremely Large Telescope (ELT), die later dit decennium operationeel zal worden en een nog gedetailleerdere kijk op de structuren van stellaire kraamkamers mogelijk zal maken.

"Zo geweldig als PHANGS is, de resolutie van de kaarten die we produceren is net voldoende om individuele stervormende wolken te identificeren en te scheiden, maar niet goed genoeg om in detail te zien wat er in hen gebeurt, " merkte Eva Schinnerer op, een onderzoeksgroepleider bij het Max Planck Instituut voor Astronomie in Duitsland en hoofdonderzoeker van het PHANGS-project, waaronder de nieuwe waarnemingen werden uitgevoerd. "Nieuwe observatie-inspanningen van ons team en anderen verleggen de grens in deze richting, dus we hebben tientallen jaren van opwindende ontdekkingen voor de boeg."