Questa immagine mostra la galassia NGC 6744, distante circa 30 milioni di anni luce. È una delle 50 galassie osservate nell'ambito del Legacy ExtraGalactic UV Survey (LEGUS) del telescopio spaziale Hubble. il più acuto, indagine più completa alla luce ultravioletta delle galassie che formano stelle nell'Universo vicino, offrendo una vasta risorsa per comprendere le complessità della formazione stellare e dell'evoluzione delle galassie. L'immagine è un composito che utilizza sia la luce ultravioletta che la luce visibile, raccolte con Wide Field Camera 3 e Advanced Camera for Surveys di Hubble. Credito:NASA, ESA, e il team LEGUS
Sfruttando l'ineguagliabile nitidezza e la gamma spettrale del telescopio spaziale Hubble della NASA, un team internazionale di astronomi sta rilasciando il più completo, rilevamento ad alta risoluzione della luce ultravioletta di galassie vicine che formano stelle.
I ricercatori hanno combinato nuove osservazioni Hubble con immagini Hubble d'archivio per 50 galassie a spirale e nane che formano stelle nell'universo locale, offrendo una risorsa ampia ed estesa per comprendere le complessità della formazione stellare e dell'evoluzione delle galassie. Il progetto, chiamato Legacy ExtraGalactic UV Survey (LEGUS), ha accumulato cataloghi di stelle per ciascuna delle galassie LEGUS e cataloghi di ammassi per 30 delle galassie, così come le immagini delle galassie stesse. I dati forniscono informazioni dettagliate sui giovani, stelle massicce e ammassi stellari, e come il loro ambiente influenza il loro sviluppo.
"Non c'è mai stato un ammasso stellare e un catalogo stellare che includessero osservazioni alla luce ultravioletta, " ha spiegato la responsabile del sondaggio Daniela Calzetti dell'Università del Massachusetts, Amherst. "La luce ultravioletta è un importante tracciante delle popolazioni di stelle più giovani e più calde, di cui gli astronomi hanno bisogno per ricavare le età delle stelle e ottenere una storia stellare completa. La sinergia dei due cataloghi combinati offre un potenziale senza precedenti per comprendere la formazione stellare".
Come si formano le stelle è ancora una questione fastidiosa in astronomia. "Molta della luce che riceviamo dall'universo proviene dalle stelle, eppure ancora non capiamo molti aspetti di come si formano le stelle, " ha detto il membro del team Elena Sabbi dello Space Telescope Science Institute di Baltimora, Maryland. "Questa è anche la chiave della nostra esistenza:sappiamo che la vita non sarebbe qui se non avessimo una stella intorno".
Il team di ricerca ha selezionato con cura gli obiettivi LEGUS tra 500 galassie, compilato in indagini a terra, situato tra 11 milioni e 58 milioni di anni luce dalla Terra. I membri del team hanno scelto le galassie in base alla loro massa, tasso di formazione stellare, e abbondanze di elementi che sono più pesanti dell'idrogeno e dell'elio. Anche il catalogo di oggetti ultravioletti raccolti dalla sonda spaziale Galaxy Evolution Explorer (GALEX) della NASA ha contribuito a gettare le basi per lo studio Hubble.
UGCA 281 è una galassia nana compatta blu situata nella costellazione dei Canes Venatici. Al suo interno, due ammassi stellari giganti appaiono di un bianco brillante e sono avvolti da nubi verdastre di gas idrogeno. Questi ammassi sono responsabili della maggior parte della recente formazione stellare in UGCA 281; il resto della galassia è composto da stelle più vecchie e appare di colore più rosso. Gli oggetti rossastri sullo sfondo sono galassie di sfondo che appaiono attraverso la galassia nana diffusa. L'immagine è un composito che utilizza sia la luce ultravioletta che la luce visibile, raccolte con Wide Field Camera 3 e Advanced Camera for Surveys di Hubble. Credito:NASA, ESA, e il team LEGUS
Il team ha utilizzato la Wide Field Camera 3 di Hubble e la Advanced Camera for Surveys per un periodo di un anno per scattare immagini a luce visibile e ultravioletta delle galassie e delle loro giovani stelle e ammassi stellari più massicci. I ricercatori hanno anche aggiunto immagini d'archivio a luce visibile per fornire un quadro completo.
I cataloghi degli ammassi stellari contengono circa 8, 000 giovani ammassi la cui età varia da 1 milione a circa 500 milioni di anni. Questi raggruppamenti stellari sono fino a 10 volte più massicci dei più grandi ammassi visti nella nostra galassia, la Via Lattea.
I cataloghi stellari comprendono circa 39 milioni di stelle che sono almeno cinque volte più massicce del nostro Sole. Le stelle nelle immagini a luce visibile hanno tra 1 milione e diversi miliardi di anni; le stelle più giovani, quelli tra 1 milione e 100 milioni di anni, brillano in modo prominente alla luce ultravioletta.
I dati di Hubble forniscono tutte le informazioni per analizzare queste galassie, hanno spiegato i ricercatori. "Offriamo anche modelli informatici per aiutare gli astronomi a interpretare i dati nei cataloghi di stelle e ammassi, "Sabbi ha detto. "Ricercatori, Per esempio, può indagare come si è verificata la formazione stellare in una galassia specifica o in un insieme di galassie. Possono correlare le proprietà delle galassie con la loro formazione stellare. Possono derivare la storia della formazione stellare delle galassie. Le immagini a luce ultravioletta possono anche aiutare gli astronomi a identificare le stelle progenitrici delle supernove trovate nei dati».
Una delle domande chiave a cui l'indagine può aiutare gli astronomi a rispondere è la connessione tra la formazione stellare e le strutture principali, come bracci a spirale, che compongono una galassia.
Queste sei immagini rappresentano la varietà delle regioni di formazione stellare nelle galassie vicine. Le galassie fanno parte del Legacy ExtraGalactic UV Survey (LEGUS) del telescopio spaziale Hubble, il più acuto, indagine più completa alla luce ultravioletta delle galassie che formano stelle nell'universo vicino. L'indagine LEGUS combina nuove osservazioni Hubble con immagini Hubble d'archivio per 50 galassie nane e spirali di formazione stellare vicine, offrendo una risorsa ampia ed estesa per comprendere le complessità della formazione stellare e dell'evoluzione delle galassie. Gli astronomi stanno rilasciando i cataloghi delle stelle per ciascuna delle galassie LEGUS e i cataloghi degli ammassi per 30 delle galassie, così come le immagini delle galassie stesse. I cataloghi forniscono informazioni dettagliate sui giovani, stelle massicce e ammassi stellari, e come il loro ambiente influenza il loro sviluppo. Le sei immagini sono costituite da due galassie nane (UGC 5340 e UGCA 281) e quattro grandi galassie a spirale (NGC 3368, NGC 3627, NGC 6744, e NGC 4258). Le immagini sono una miscela di luce ultravioletta e luce visibile della Wide Field Camera 3 di Hubble e della Advanced Camera for Surveys. Tutte le galassie stanno subendo una vigorosa formazione di stelle e ammassi stellari. Uno degli obiettivi di LEGUS è campionare le regioni di formazione stellare in ogni galassia. Poiché le galassie sono relativamente vicine alla Terra, Hubble può risolvere singole stelle. La nascita stellare più intensa e più recente nelle galassie nane è concentrata lontano dal centro. Nell'UGC 5340, una tasca di rapida nascita stellare appare nell'angolo in basso a destra, e potrebbe essere stato innescato da un'interazione gravitazionale con una galassia compagna invisibile. La formazione stellare è presente in tutto il corpo di UGC 5340, e le stelle relativamente giovani sono responsabili del colore blu-bianco della galassia. In UGCA 281, due ammassi stellari giganti appaiono di un bianco brillante e sono avvolti da nubi verdastre di gas idrogeno. Questi ammassi sono responsabili della maggior parte della recente formazione stellare in UGCA 281; il resto della galassia è composto da stelle più vecchie e appare di colore più rosso rispetto a UGC 5340. Gli oggetti rossastri nelle immagini delle galassie nane sono galassie di sfondo che appaiono attraverso questi oggetti diffusi. Nelle galassie a spirale, un'onda di formazione stellare si sta verificando lungo i filamenti scuri che compongono i bracci a spirale. Le stelle nascenti illuminano il gas idrogeno circostante, facendo apparire le stelle rosa. La nascita delle stelle inizia dai bracci a spirale interni e si sposta verso l'esterno. Le regioni bianco latte al centro di queste galassie rappresentano il bagliore di un numero infinito di stelle. Gli ammassi stellari in queste galassie hanno un'età compresa tra 1 milione e circa 500 milioni di anni. Questi raggruppamenti stellari sono fino a 10 volte più massicci dei più grandi ammassi visti nella nostra galassia, la Via Lattea. Le stelle delle galassie che possono essere rilevate nelle immagini vanno dalle dimensioni del nostro Sole a più di 100 volte la massa del nostro Sole. Hanno tra 1 milione e diversi miliardi di anni. Le sei galassie sono tra 19 milioni e 42 milioni di anni luce dalla Terra. Sono stati osservati tra gennaio 2014 e luglio 2014. Credito:NASA, ESA, e il team LEGUS
"Quando osserviamo una galassia a spirale, di solito non vediamo solo una distribuzione casuale di stelle, " ha detto Calzetti. " È una struttura molto ordinata, che siano braccia a spirale o anelli, e questo è particolarmente vero con le popolazioni stellari più giovani. D'altra parte, ci sono più teorie in competizione per collegare le singole stelle nei singoli ammassi stellari a queste strutture ordinate.
"Vedendo le galassie nei minimi dettagli, gli ammassi stellari, mostrando anche la connessione con le strutture più grandi, stiamo cercando di identificare i parametri fisici alla base di questo ordinamento delle popolazioni stellari all'interno delle galassie. 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, il telescopio spaziale James Webb, 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, quando, and how star formation happens."
