Tusentals aldrig tidigare skådade unga stjärnor ser man i en stellar plantskola som heter 30 Doradus, fångade av NASA/ESA/CSA James Webb rymdteleskop. Nebulosan, som fått smeknamnet Tarantelnebulosan för utseendet på dess dammiga filament i tidigare teleskopbilder, har länge varit en favorit för astronomer som studerar stjärnbildning. Förutom unga stjärnor avslöjar Webb avlägsna bakgrundsgalaxer, samt den detaljerade strukturen och sammansättningen av nebulosans gas och stoft.
På bara 161,000 XNUMX ljusår bort i galaxen Stora Magellanska molnet är Tarantelnebulosan den största och ljusaste stjärnbildande regionen i den lokala gruppen, galaxerna närmast vår Vintergatan. Det är hem för de hetaste, mest massiva stjärnor känd. Astronomer fokuserade tre av Webbs högupplösta infraröda instrument på Tarantula. Sett med Webbs Near-Infrared Camera (NIRCam), liknar regionen en grävande tarantulas hem, kantad av dess siden. Nebulosans hålighet centrerad i NIRCam-bilden har urholkats av blåsande strålning från ett kluster av massiva unga stjärnor, som gnistrar ljusblått i bilden. Endast de tätaste omgivande områdena av nebulosan motstår erosion av dessa stjärnors kraftfulla stjärnvindar, och bildar pelare som ser ut att peka tillbaka mot klustret. Dessa pelare innehåller bildande protostjärnor, som så småningom kommer att dyka upp från sina dammiga kokonger och ta sin tur att forma nebulosan.
Webbs Near-Infrared Spectrograph (NIRSpec) fångade en mycket ung stjärna som gjorde just det. Astronomer trodde tidigare att den här stjärnan kan vara lite äldre och redan i färd med att rensa ut en bubbla runt sig. NIRSpec visade dock att stjärnan bara hade börjat komma ut ur sin pelare och fortfarande behöll ett isolerande moln av damm runt sig. Utan Webbs högupplösta spektra vid infraröda våglängder hade denna episod av stjärnbildning i aktion inte kunnat avslöjas.
Andra områden ser mörka ut, som i det nedre högra hörnet av bilden. Detta indikerar de tätaste områdena av damm i nebulosan, som inte ens medelinfraröda våglängder kan tränga igenom. Dessa kan vara platser för framtida, eller nuvarande, stjärnbildning.
MIRI bidrog med ESA och NASA, med instrumentet designat och byggt av ett konsortium av nationellt finansierade europeiska institut (The MIRI European Consortium) i samarbete med JPL och University of Arizona.
Kredit: NASA, ESA, CSA och STScI
Området får ett annat utseende när det ses i de längre infraröda våglängderna som detekteras av Webbs Mid-infrared Instrument (MIRI). De heta stjärnorna bleknar och den kallare gasen och dammet lyser. Inom stjärnkammarens moln indikerar ljuspunkter inbäddade protostjärnor som fortfarande ökar i massa. Medan kortare våglängder av ljus absorberas eller sprids av dammkorn i nebula, och därför aldrig når Webb för att detekteras, penetrerar längre medelinfraröda våglängder det dammet, och avslöjar slutligen en tidigare osynlig kosmisk miljö.
En av anledningarna till att Tarantelnebulosan är intressant för astronomer är att nebulosan har en liknande typ av kemisk sammansättning som de gigantiska stjärnbildande områden som observerades vid universums "kosmiska middagstid", när kosmos bara var några miljarder år gammalt och stjärnan bildningen var på topp. Stjärnbildande regioner i vår Vintergatans galax producerar inte stjärnor i samma rasande takt som Tarantelnebulosan och har en annan kemisk sammansättning. Detta gör Tarantula till det närmaste (dvs. lättaste att se i detalj) exemplet på vad som hände i universum när den nådde sin lysande högmiddag. Webb kommer att ge astronomer möjligheten att jämföra och kontrastera observationer av stjärnbildning i Tarantelnebulosan med teleskopets djupa observationer av avlägsna galaxer från den faktiska eran av kosmisk middagstid.
Trots mänsklighetens tusentals år av stjärnskådning, rymmer stjärnbildningsprocessen fortfarande många mysterier – många av dem på grund av vår tidigare oförmåga att få skarpa bilder av vad som hände bakom de tjocka molnen av stjärnväxter. Webb har redan börjat avslöja en universum aldrig sett förut, och börjar först med att skriva om den fantastiska skapelseberättelsen.
