Ett team av astronomer har släppt nya observationer av närliggande galaxer som liknar färgglada kosmiska fyrverkerier. Bilderna, erhållen med European Southern Observatory's Very Large Telescope (ESO:s VLT), visa olika komponenter i galaxerna i distinkta färger, gör det möjligt för astronomer att lokalisera unga stjärnor och gasen de värmer upp runt dem. Genom att kombinera dessa nya observationer med data från Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), där ESO är en partner, teamet hjälper till att kasta nytt ljus över vad som får gas att bilda stjärnor.

Astronomer vet att stjärnor föds i gasmoln, men vad sätter igång stjärnbildning, och hur galaxer som helhet spelar in i det, förblir ett mysterium. För att förstå denna process, ett team av forskare har observerat olika närliggande galaxer med kraftfulla teleskop på marken och i rymden, skanna de olika galaktiska regionerna som är involverade i stjärnfödslar.

"För första gången löser vi individuella enheter för stjärnbildning över ett brett spektrum av platser och miljöer i ett prov som väl representerar de olika typerna av galaxer, säger Eric Emsellem, en astronom vid ESO i Tyskland och ledare för de VLT-baserade observationer som genomfördes som en del av projektet Physics at High Angular resolution in Nearby GalaxieS (PHANGS). "Vi kan direkt observera gasen som föder stjärnor, vi ser de unga stjärnorna själva, och vi bevittnar deras utveckling genom olika faser."

Emsellem, som också är knuten till universitetet i Lyon, Frankrike, och hans team har nu släppt sin senaste uppsättning galaktiska skanningar, tagen med instrumentet Multi-Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) på ESO:s VLT i Atacamaöknen i Chile. De använde MUSE för att spåra nyfödda stjärnor och den varma gasen runt dem, som är upplyst och uppvärmd av stjärnorna och fungerar som en rykande pistol för pågående stjärnbildning.

De nya MUSE-bilderna kombineras nu med observationer av samma galaxer tagna med ALMA och släpptes tidigare i år. ALMA, som också ligger i Chile, är särskilt väl lämpad för att kartlägga kalla gasmoln – de delar av galaxer som tillhandahåller det råmaterial som stjärnor bildas ur.

Genom att kombinera MUSE- och ALMA-bilder kan astronomer undersöka de galaktiska områden där stjärnbildning sker, jämfört med var det förväntas hända, för att bättre förstå vad som utlöser, ökar eller håller tillbaka födelsen av nya stjärnor. De resulterande bilderna är fantastiska, erbjuder en spektakulärt färgstark inblick i stellar plantskolor i våra närliggande galaxer.

"Det finns många mysterier vi vill reda ut, " säger Kathryn Kreckel från universitetet i Heidelberg i Tyskland och PHANGS-teammedlem. "Föds stjärnor oftare i specifika regioner i deras värdgalaxer - och, om så är fallet, Varför? Och efter att stjärnor föds, hur påverkar deras utveckling bildandet av nya generationer av stjärnor?"

Astronomer kommer nu att kunna svara på dessa frågor tack vare den rikedom av MUSE- och ALMA-data som PHANGS-teamet har erhållit. MUSE samlar in spektra – "streckkoderna" som astronomer skannar för att avslöja egenskaperna och naturen hos kosmiska objekt – på varenda plats inom dess synfält, ger således mycket rikare information än traditionella instrument. För PHANGS-projektet, MUSE observerade 30 000 nebulosor av varm gas och samlade in cirka 15 miljoner spektra av olika galaktiska regioner. ALMA observationer, å andra sidan, låtit astronomer kartlägga omkring 100 000 regioner med kall gas över 90 närliggande galaxer, producerar en aldrig tidigare skådad skarp atlas över stjärnornas plantskolor i det nära universum.

Förutom ALMA och MUSE, PHANGS-projektet innehåller också observationer från NASA/ESA rymdteleskopet Hubble. De olika observatorierna valdes ut för att låta teamet skanna våra galaktiska grannar vid olika våglängder (synliga, nära infraröd och radio), med varje våglängdsområde avslöjar distinkta delar av de observerade galaxerna. "Deras kombination gör det möjligt för oss att undersöka de olika stadierna av stjärnfödseln - från bildandet av stjärnornas barnkammare till början av själva stjärnbildningen och den slutliga förstörelsen av barnkammaren av de nyfödda stjärnorna - mer i detalj än vad som är möjligt med individuella observationer , säger PHANGS-teammedlemmen Francesco Belfiore från INAF-Arcetri i Florens, Italien. "PHANGS är första gången vi har kunnat montera en sådan komplett bild, tar bilder tillräckligt skarpa för att se de enskilda molnen, stjärnor, och nebulosor som betecknar bildande av stjärnor."

Arbetet som utförs av PHANGS-projektet kommer att finslipas ytterligare av kommande teleskop och instrument, som NASA:s rymdteleskop James Webb. Data som erhålls på detta sätt kommer att lägga ytterligare grund för observationer med ESO:s framtida Extremely Large Telescope (ELT), som kommer att börja fungera senare det här decenniet och kommer att möjliggöra en ännu mer detaljerad titt på strukturerna i stjärnväxter.

"Så fantastisk som PHANGS är, upplösningen på kartorna som vi producerar är precis tillräcklig för att identifiera och separera enskilda stjärnbildande moln, men inte tillräckligt bra för att se vad som händer inuti dem i detalj, " påpekade Eva Schinnerer, en forskargruppsledare vid Max Planck Institute for Astronomy i Tyskland och huvudforskare av PHANGS-projektet, under vilken de nya observationerna genomfördes. "Nya observationsinsatser från vårt team och andra tänjer på gränsen i denna riktning, så vi har decennier av spännande upptäckter framför oss."