Nhiều người nghĩ rằng, ngoại trừ các thiên thể lớn như hành tinh, ngôi sao hoặc tiểu hành tinh, không gian vũ trụ trống rỗng. Nhưng trên thực tế, không gian giữa các hệ sao bên trong các thiên hà chứa đầy cái gọi là môi trường giữa các vì sao và trong điều kiện thích hợp, các ngôi sao mới được hình thành từ chất này.
"Sử dụng kính viễn vọng James Webb các nhà khoa học cho biết có thể tạo ra các bản đồ đáng kinh ngạc về các thiên hà lân cận ở độ phân giải rất cao, cung cấp hình ảnh chi tiết đáng kinh ngạc về môi trường giữa các vì sao.
Tuy nhiên Webb có thể quan sát các thiên hà rất xa, những thiên hà được nhóm các nhà khoa học nghiên cứu trong nghiên cứu mới tương đối gần, cách chúng ta khoảng 30 triệu năm ánh sáng, bao gồm cả Thiên hà Phantom (còn được gọi là M74 hoặc NGC 628). Tổng cộng, dữ liệu từ 19 thiên hà đã được nghiên cứu. Các nhà khoa học tập trung vào một thành phần cụ thể của môi trường giữa các vì sao được gọi là hydrocarbon đa hương (PAHs).
Khi các PAH nhỏ hấp thụ một photon từ ngôi sao, chúng sẽ dao động và tạo ra các hiệu ứng phát xạ có thể được phát hiện trong phổ điện từ hồng ngoại giữa. Điều này thường không xảy ra với hạt bụi lớn hơn. Các đặc tính rung động của PAH cho phép các nhà nghiên cứu quan sát nhiều đặc điểm quan trọng, bao gồm kích thước, sự ion hóa và cấu trúc.
"Kính viễn vọng Không gian Spitzer đã nghiên cứu các vật thể trong phạm vi hồng ngoại trung bình và tôi đã sử dụng điều này trong luận án tiến sĩ của mình. "Sau khi Spitzer ngừng hoạt động, chúng tôi không thể tiếp cận với phổ hồng ngoại trung bình cho đến khi kính viễn vọng James Webb xuất hiện," tác giả chính của nghiên cứu, phó giáo sư vật lý Karin Sandstrom cho biết. - Gương Spitzer là 0,8 m, gương Webb là 6,5 m, đây là một chiếc kính viễn vọng khổng lồ với những dụng cụ tuyệt vời.
Mặc dù PAH không chiếm một tỷ lệ lớn trong toàn bộ khí trong môi trường giữa các vì sao theo khối lượng, nhưng chúng rất quan trọng vì chúng dễ bị ion hóa, điều này có thể dẫn đến sự hình thành các quang điện tử. Hiểu rõ hơn về PAH sẽ dẫn đến hiểu rõ hơn về vật lý của môi trường giữa các vì sao và cách mọi thứ hoạt động trong đó. Các nhà vật lý thiên văn hy vọng rằng Webb sẽ cung cấp cái nhìn sâu sắc về cách các hydrocacbon đa thơm hình thành, thay đổi và phân hủy.
Bởi vì chúng được phân phối khắp môi trường giữa các vì sao, PAH cho phép các nhà nghiên cứu nhìn thấy mọi thứ xung quanh chúng. Ví dụ, các bản đồ trước đây được tạo bằng kính thiên văn Spitzer, chứa ít chi tiết hơn nhiều lần. Webb cung cấp hình ảnh sắc nét hơn nhiều.
Chương trình này là một phần của dự án PHANG (Vật lý ở độ phân giải góc cao trong Thiên hà lân cận), nghiên cứu sự hình thành sao và môi trường giữa các vì sao bằng cách sử dụng hình ảnh từ Mảng milimet/dưới milimet Atacama và Kính thiên văn rất lớn. Tuy nhiên, những đám mây dày đặc mà sự hình thành sao xảy ra chứa rất nhiều bụi và rất khó để ánh sáng quang học xuyên qua bên trong. Vì vậy, phổ hồng ngoại giữa cho phép các nhà nghiên cứu thu được hình ảnh chi tiết hơn.
Karin Sundström cho biết: “Bây giờ chúng tôi có thể lập bản đồ tất cả mọi thứ, bao gồm cả cấu trúc của khí khuếch tán, thứ phải trở nên đậm đặc hơn và nhiều phân tử hơn để hình thành sao xảy ra”. - Chúng ta cũng có thể lập bản đồ khí bao quanh các ngôi sao mới hình thành, nơi có nhiều tác động, chẳng hạn như từ các vụ nổ siêu tân tinh. Chúng ta thực sự có thể nhìn thấy toàn bộ chu kỳ của môi trường giữa các vì sao một cách chi tiết. Đây là cơ sở của cách ngân hà hình thành các vì sao".
Cũng thú vị: