يتجمع الغبار والغاز الرقيق الذي يملأ الفراغات أحيانا معا لتشكيل سحب كثيفة. هنا تولد النجوم، وتتشكل من عقد من المواد التي تنهار وتشتعل تحت الجاذبية لتضيء الكون.
ولا تزال عملية تشكل النجوم نفسها لغزا إلى حد كبير. لكن تلسكوب جيمس ويب JWST، بدقة غير مسبوقة في أطوال موجات الأشعة تحت الحمراء، يرى ما لا تستطيع أعيننا رؤيته.
وتُستخدم الصور المأخوذة من التلسكوب الفضائي لتجميع أسرار كيفية ومكان تشكل النجوم في 19 مجرة حلزونية قريبة، ورسم خرائط للغبار في كل مكان.
ويُطلق على المشروع اسم الفيزياء بدقة عالية الزاوية في المجرات القريبة (PHANGS)، وقد نُشرت للتو 21 ورقة بحثية توضح النتائج الأولية لأربعة من تلك المجرات في عدد خاص من مجلة The Astrophysical Journal Letters.
وتقول عالمة الفيزياء كارين ساندستروم من جامعة كاليفورنيا في سان دييغو: "باستخدام JWST، يمكنك عمل خرائط مذهلة للمجرات القريبة بدقة عالية جدا توفر صورا مفصلة بشكل مذهل للوسط النجمي". والسبب في قدرة JWST على رؤية أجزاء من المجرات معتمة بالنسبة للتلسكوبات الأخرى ليس فقط لأنه أقوى تلسكوب فضائي تم بناؤه على الإطلاق، ولكن أيضا لأنه يرى الكون في الأشعة تحت الحمراء. وتنتشر الأطوال الموجية الأقصر للضوء، مثل الضوء البصري، عن الجزيئات الصغيرة، وبالتالي لا تميل إلى اختراق السحب الكثيفة. والأطوال الموجية الأطول، مثل الأشعة تحت الحمراء، لديها فرصة أفضل بكثير للانزلاق عبر الغبار دون عوائق.
وألمحت التلسكوبات الفضائية السابقة بالأشعة تحت الحمراء، مثل سبيتزر، إلى كنوز الأشعة تحت الحمراء المختبئة في هذه السحب، لكن الدقة المذهلة لـ JWST تمنحنا رؤية غير مسبوقة في الداخل.
وتم تصميم مشروع PHANGS خصيصا لهذا الغرض، حيث قام بدراسة عينة من 19 مجرة حلزونية قريبة لها خصائص مشابهة لتلك الموجودة في مجرة درب التبانة، موجهة في الفضاء بحيث نراها وجها لوجه. ويعني هذا الاتجاه أننا سنحصل على أفضل عرض لتوزيع الغبار والغاز داخل المجرات، ويمكننا تحديد مكان تكوّن النجوم بشكل أكثر دقة.
وفي المجرات الأربع الأولى فقط التي تمت دراستها - M74 وNGC 7496 وIC 5332 وNGC 1365 - تمكن العلماء من انتقاء الهياكل الدقيقة بتفاصيل لا تصدق، بما في ذلك الميزات التي تمتد من مراكز المجرات المسماة القضبان و"النتوءات" الغاز البارد بين الأذرع الحلزونية - مناطق يعتقد أنها غنية بتكوين النجوم.
ويقول عالم الفلك آدم ليروي من جامعة ولاية أوهايو: "الوضوح الذي نشهد فيه الهيكل الدقيق فاجأنا بالتأكيد".
ووفقا لعالمة الفيزياء الفلكية نادين نيوماير من معهد ماكس بلانك لعلم الفلك في ألمانيا، "تعطينا بيانات PHANGS-JWST الجديدة نظرة ثاقبة رائعة حول تكوين النجوم للمجرات الحلزونية المحيطة بأعلى دقة".
وتسمح هذه الصور للعلماء أخيرا بتأكيد أن تشكل النجوم يحدث بالفعل بين الأذرع الحلزونية المحددة جيدا: قامت بتثبيت النجوم الصغيرة داخل النتوءات.
ووجدوا أيضا بعض الألغاز، مثل قلب المجرة M74، والمعروفة أيضا باسم NGC 628 أو Phantom Galaxy. هنا، نواة المجرة، التي تتكون من مجموعة من النجوم المحيطة بثقب أسود فائق الكتلة، تقع في تجويف يبلغ عرضه 1300 سنة ضوئية يفتقر تماما إلى الغاز والغبار.