För att markera sitt tredje år av mycket produktiv forskning använde astronomer NASA/ESA/CSA:s rymdteleskop James Webb för att skrapa bort ytan på Cat’s Paw Nebula (NGC 6334), ett massivt, lokalt stjärnbildande område.
Webbs NIRCam-instrument användes för att undersöka just detta område av Cat’s Paw-nebulosan, vilket bara är en liten del av teleskopets tre år av banbrytande forskning.
En stjärnbildningsflex
Utvecklingen från ett stort molekylärt moln till massiva stjärnor innebär flera steg, varav vissa fortfarande inte är helt klarlagda för astronomerna. Kattens tassnebulosa ligger cirka 4 000 ljusår bort i stjärnbilden Skorpionen och ger forskarna möjlighet att studera den turbulenta processen från moln till stjärna i detalj.
Webbs observationer av nebulosan i nära infrarött ljus bygger på tidigare studier gjorda av NASA/ESA Hubble och det pensionerade NASA Spitzer Space Telescope i synligt respektive infrarött ljus.
Med sin skarpa upplösning visar Webb aldrig tidigare skådade strukturella detaljer och egenskaper: Massiva unga stjärnor skär bort närliggande gas och stoft, medan deras starka stjärnljus ger upphov till ett ljust nebulöst sken som visas i blått.
Det är en tillfällig scen där de störande unga stjärnorna, med sin relativt korta livslängd och ljusstyrka, spelar en kort men viktig roll i regionens större historia. Som en följd av dessa massiva stjärnors livliga beteende kommer den lokala stjärnbildningsprocessen så småningom att upphöra.
Operahusets intrikata struktur
Börja med området i mitten upptill, som har fått smeknamnet ”Operahuset” på grund av sin cirkulära, trappstegsliknande struktur. De främsta orsakerna till det molniga blå skenet i området finns troligen längst ner: antingen ljuset från de ljusa gulaktiga stjärnorna eller från en närliggande källa som fortfarande är dold bakom det täta, mörkbruna stoftet.
Strax under de orange-bruna stoftlagren finns en ljusgul stjärna med diffraktionsspikar. Denna massiva stjärna har skurit bort sin omedelbara omgivning, men har inte kunnat skjuta bort gasen och dammet till större avstånd, vilket har skapat ett kompakt skal av omgivande material.
Titta noga så ser du små fläckar, som det stämgaffelformade området omedelbart till vänster om Operahuset, som innehåller färre stjärnor. Dessa till synes tomma zoner indikerar förekomsten av täta dammfilament i förgrunden som är hem för stjärnor som fortfarande bildas och som blockerar ljuset från stjärnorna i bakgrunden.
Stjärnor i rampljus
Mot bildens centrum finns små, eldröda klumpar utspridda bland det bruna stoftet. Dessa glödande röda källor markerar områden där massiva stjärnor håller på att bildas, om än på ett doldt sätt.
Vissa massiva blåvita stjärnor, som den i det nedre vänstra området, verkar vara skarpare än andra. Detta beror på att allt material som ligger mellan stjärnan och teleskopet har försvunnit på grund av stjärnstrålningen.
Nära botten av detta område finns små, täta dammsträngar. Dessa små dammklumpar har lyckats bestå trots den intensiva strålningen, vilket tyder på att de är tillräckligt täta för att bilda protostjärnor. En liten gul sektion till höger markerar platsen för en fortfarande höljd massiv stjärna som har lyckats lysa igenom det mellanliggande materialet.
Över hela scenen finns många små gula stjärnor med diffraktionsspikar. Ljusa blåvita stjärnor finns i förgrunden av denna Webb-bild, men några kan vara en del av det mer omfattande området Cat’s Paw Nebula.
En iögonfallande aspekt av denna Webb-bild är den ljusa, rödorange ovalen längst upp till höger. Det låga antalet bakgrundsstjärnor tyder på att det är ett tätt område som just har börjat sin stjärnbildningsprocess. Ett par synliga och fortfarande dolda stjärnor är utspridda över hela detta område, vilket bidrar till att belysa materialet i mitten. Vissa fortfarande omslutna stjärnor lämnar spår av sin närvaro, som en bågchock längst ned till vänster, vilket indikerar en kraftig utstötning av gas och damm från en ljus källa.
Ännu ett fantastiskt år för vetenskap och bilder
Webb fortsatte att uppnå sina ambitiösa vetenskapliga mål under sitt tredje verksamhetsår. Oväntade, starka väteemissioner upptäcktes i galaxen GZ-z13-1, bara 330 miljoner år efter Big Bang. Med hjälp av sin koronagraf tog Webb direkta bilder av exoplaneter i HR 8799-systemet som avslöjade hur de troligen bildades. Därefter upptäckte astronomer en potentiell ny exoplanet i skivans skrot i omlopp runt stjärnan TWA 7, den första upptäckten av detta slag som gjorts med Webbs koronagraf – men säkert inte den sista. Närmare jorden kunde astronomer se norrsken utvecklas under loppet av bara några timmar på Jupiter.
En enastående vy av en sällsynt Einsteinring, en rik samling galaxer som fungerar som en lins mot det avlägsna förflutna, en protoplanetär skiva med kraftiga stjärnvindar och Sombrerogalaxen sedd i ett helt nytt ljus var bara några av de bilder som publicerades under det gångna året och som gav oss en ny bild av kosmos.
En av höjdpunkterna från Webb var den första upptäckten av unga bruna dvärgstjärnor utanför vår galax, som resulterade i en verkligt hisnande bild av stjärnhopen NGC 602, en vy av dess många färger av joniserad gas.
