I denna mosaikbild som sträcker sig 340 ljusår över, visar Webbs Near-Infrared Camera (NIRCam) Tarantula Nebula stjärnbildande region i ett nytt ljus, inklusive tiotusentals aldrig tidigare sett unga stjärnor som tidigare var höljda i kosmisk damm. Den mest aktiva regionen tycks gnistra med massiva unga stjärnor, som verkar ljusblå. Utspridda bland dem finns fortfarande inbäddade stjärnor, som verkar röda, men som ännu inte kommer fram från nebulosans dammiga kokong. NIRCam kan upptäcka dessa dammhöljda stjärnor tack vare sin oöverträffade upplösning vid nära-infraröda våglängder. Till det övre vänstra hörnet av klustret av unga stjärnor, och toppen av nebulosans hålighet, visar en äldre stjärna tydligt NIRCams distinkta åtta diffraktionsspikar, en artefakt av teleskopets struktur. Efter den övre centrala spiken på denna stjärna uppåt pekar den nästan på en distinkt bubbla i molnet. Unga stjärnor som fortfarande är omgivna av dammigt material blåser denna bubbla och börjar skära ut sin egen hålighet. Astronomer använde två av Webbs spektrografer för att ta en närmare titt på denna region och bestämma den kemiska sammansättningen av stjärnan och dess omgivande gas. Denna spektrala information kommer att berätta för astronomer om nebulosans ålder och hur många generationer av stjärnfödelse den har sett. Längre bort från kärnområdet för heta unga stjärnor, antar svalare gas en rostfärg, vilket säger till astronomerna att nebulosan är rik på komplexa kolväten. Denna täta gas är det material som kommer att bilda framtida stjärnor. När vindar från de massiva stjärnorna sveper bort gas och damm, kommer en del av det att hopa sig och, med hjälp av gravitationen, bilda nya stjärnor. Kredit:NASA, ESA, CSA och STScI
Tusentals aldrig tidigare sett unga stjärnor ser man i en stellar plantskola som heter 30 Doradus, fångad 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 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 stjärnorna som är kända. 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 deras 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 detta avsnitt av stjärnbildning i aktion inte kunnat avslöjas.
Webbs Near-Infrared Spectrograph (NIRSpec) avslöjar vad som verkligen händer i en spännande region av Tarantulanebulosan. Astronomer fokuserade det kraftfulla instrumentet på vad som såg ut som en liten bubbelfunktion i bilden från Webbs Near-Infrared Camera (NIRCam). Men spektra avslöjar en helt annan bild än en ung stjärna som blåser en bubbla i sin omgivande gas. Signaturen för atomärt väte, visat i blått, visas i själva stjärnan men inte omedelbart runt den. Istället visas den utanför "bubblan", som spektra visar att den faktiskt är "fylld" med molekylärt väte (grönt) och komplexa kolväten (röda). Detta indikerar att bubblan faktiskt är toppen av en tät pelare av damm och gas som sprängs av strålning från klustret av massiva unga stjärnor till dess nedre högra (se hela NIRCam-bilden). Den verkar inte lika pelarlik som vissa andra strukturer i nebulosan eftersom det inte finns så mycket färgkontrast med området som omger den. Den hårda stjärnvinden från de massiva unga stjärnorna i nebulosan bryter isär molekyler utanför pelaren, men inuti är de bevarade och bildar en mjuk kokong för stjärnan. Den här stjärnan är fortfarande för ung för att rensa ut sin omgivning genom att blåsa bubblor – NIRSpec har fångat den som precis börjat dyka upp från det skyddande molnet som den bildades från. Utan Webbs upplösning vid infraröda våglängder hade upptäckten av denna stjärnfödelse i aktion inte varit möjlig. 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 nebulosan och därför aldrig når Webb för att upptäckas, penetrerar längre medelinfraröda våglängder det stoftet, och avslöjar i slutändan 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 gammal 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 ett universum som aldrig tidigare skådats, och börjar först med att skriva om den fantastiska skapelseberättelsen. + Utforska vidare
