Voortbouwend op de ongeëvenaarde scherpte en het spectrale bereik van NASA's Hubble-ruimtetelescoop, een internationaal team van astronomen brengt de meest uitgebreide, Ultraviolet lichtonderzoek met hoge resolutie van nabije stervormende sterrenstelsels.

De onderzoekers combineerden nieuwe Hubble-waarnemingen met gearchiveerde Hubble-beelden voor 50 stervormende spiraal- en dwergstelsels in het lokale universum, biedt een grote en uitgebreide bron voor het begrijpen van de complexiteit van stervorming en de evolutie van sterrenstelsels. Het project, genaamd de Legacy ExtraGalactic UV Survey (LEGUS), heeft sterrencatalogi verzameld voor elk van de LEGUS-sterrenstelsels en clustercatalogi voor 30 van de sterrenstelsels, evenals afbeeldingen van de sterrenstelsels zelf. De gegevens geven gedetailleerde informatie over jonge, massieve sterren en sterrenhopen, en hoe hun omgeving hun ontwikkeling beïnvloedt.

"Er is nooit eerder een sterrenhoop en een sterrencatalogus geweest met waarnemingen in ultraviolet licht, ", verklaarde onderzoeksleider Daniela Calzetti van de Universiteit van Massachusetts, Amherst. "Ultraviolet licht is een belangrijke tracer van de jongste en heetste sterpopulaties, die astronomen nodig hebben om de leeftijden van sterren af ​​te leiden en een complete sterrengeschiedenis te krijgen. De synergie van de twee catalogi gecombineerd biedt een ongekend potentieel voor het begrijpen van stervorming."

Hoe sterren ontstaan ​​is nog steeds een lastige vraag in de astronomie. "Veel van het licht dat we van het universum krijgen, komt van sterren, en toch begrijpen we nog steeds niet veel aspecten van hoe sterren ontstaan, " zei teamlid Elena Sabbi van het Space Telescope Science Institute in Baltimore, Maryland. "Dit is zelfs de sleutel tot ons bestaan ​​- we weten dat het leven hier niet zou zijn als er geen ster in de buurt was."

Het onderzoeksteam selecteerde zorgvuldig de LEGUS-doelen uit 500 sterrenstelsels, verzameld in grondonderzoeken, gelegen tussen de 11 miljoen en 58 miljoen lichtjaar van de aarde. Teamleden kozen de sterrenstelsels op basis van hun massa, stervormingssnelheid, en overvloed aan elementen die zwaarder zijn dan waterstof en helium. De catalogus van ultraviolette objecten verzameld door NASA's Galaxy Evolution Explorer (GALEX) ruimtevaartuig hielp ook het pad te effenen voor de Hubble-studie.

Het team gebruikte Hubble's Wide Field Camera 3 en de Advanced Camera for Surveys gedurende een periode van een jaar om zichtbare en ultraviolette lichtbeelden te maken van de sterrenstelsels en hun meest massieve jonge sterren en sterrenhopen. De onderzoekers voegden ook archiefbeelden met zichtbaar licht toe om een ​​compleet beeld te krijgen.

De sterclustercatalogi bevatten ongeveer 8, 000 jonge clusters waarvan de leeftijden variëren van 1 miljoen tot ongeveer 500 miljoen jaar oud. Deze stellaire groepen zijn maar liefst 10 keer massiever dan de grootste clusters die we in ons Melkwegstelsel zien.

De sterrencatalogi omvatten ongeveer 39 miljoen sterren die minstens vijf keer massiever zijn dan onze zon. Sterren in de beelden met zichtbaar licht zijn tussen de 1 miljoen en enkele miljarden jaren oud; de jongste sterren, die tussen 1 miljoen en 100 miljoen jaar oud, schijnen prominent in ultraviolet licht.

De Hubble-gegevens bieden alle informatie om deze sterrenstelsels te analyseren, legden de onderzoekers uit. "We bieden ook computermodellen aan om astronomen te helpen de gegevens in de ster- en clustercatalogi te interpreteren, "Zei Sabbi. "Onderzoekers, bijvoorbeeld, kan onderzoeken hoe stervorming plaatsvond in een specifiek sterrenstelsel of een reeks sterrenstelsels. Ze kunnen de eigenschappen van de sterrenstelsels in verband brengen met hun stervorming. Ze kunnen de stervormingsgeschiedenis van de sterrenstelsels afleiden. De ultraviolet-lichtbeelden kunnen astronomen ook helpen bij het identificeren van de voorlopersterren van supernova's die in de gegevens worden gevonden."

Een van de belangrijkste vragen die het onderzoek astronomen kan helpen beantwoorden, is het verband tussen stervorming en de belangrijkste structuren, zoals spiraalarmen, waaruit een melkwegstelsel bestaat.

"Als we naar een spiraalstelsel kijken, we zien meestal niet zomaar een willekeurige verdeling van sterren, "Zei Calzetti. "Het is een zeer geordende structuur, of het nu spiraalarmen of ringen zijn, en dat geldt met name voor de jongste sterrenpopulaties. Anderzijds, er zijn meerdere concurrerende theorieën om de individuele sterren in individuele sterrenhopen te verbinden met deze geordende structuren.

"Door sterrenstelsels in zeer fijne details te zien - de sterclusters - en tegelijkertijd de verbinding met de grotere structuren te laten zien, we proberen de fysieke parameters te identificeren die ten grondslag liggen aan deze ordening van stellaire populaties in sterrenstelsels. Getting the final link between gas and star formation is key for understanding galaxy evolution."

Team member Linda Smith of the European Space Agency (ESA) and the Space Telescope Science Institute, added:"We're looking at the effects of the environment, particularly with star clusters, and how their survival is linked to the environment around them."

The LEGUS survey will also help astronomers interpret views of galaxies in the distant universe, where the ultraviolet glow from young stars is stretched to infrared wavelengths due to the expansion of space. "The data in the star and cluster catalogs of these nearby galaxies will help pave the way for what we see with NASA's upcoming infrared observatory, the James Webb Space Telescope, developed in partnership with ESA and the Canadian Space Agency (CSA), " Sabbi said.

Webb observations would be complementary to the LEGUS views. The space observatory will penetrate dusty stellar cocoons to reveal the infrared glow of infant stars, which cannot be seen in visible- and ultraviolet-light images. "Webb will be able to see how star formation propagates over a galaxy, " Sabbi continued. "If you have information on the gas properties, you can really connect the points and see where, wanneer, and how star formation happens."