现在，加州大学圣地亚哥分校的研究人员与一个全球项目团队合作，在《科学》杂志的一期特刊上发表了他们的发现天体物理学杂志通讯致力于通过JWST周期1资金计划使用先进望远镜图像的工作。

“有了JWST，你可以以非常高的分辨率绘制附近星系的令人难以置信的地图，提供星际介质的惊人细节图像，”物理学副教授Karin Sandstrom说，他是该项目的联合首席研究员。

虽然JWST可以观测到非常遥远的星系，但Sandstrom的研究小组所研究的星系相对较近，距离约为3000万光年，其中包括一个被称为“幽灵星系”的星系。也被称为M74或NGC 628，天文学家至少从18世纪开始就知道幽灵星系的存在^th世纪。

Sandstrom与博士后学者Jessica Sutter和前博士后学者Jeremy Chastenet(现就职于根特大学)一起，专注于ISM中一种名为多环芳烃(PAHs)的特定成分。多环芳烃是一种小颗粒的尘埃——分子大小——正是它们的小尺寸使它们对研究人员如此有价值。

当多环芳烃吸收来自恒星的光子时，它们会振动并产生可以在中红外电磁波谱中检测到的发射特征——这通常不会发生在来自ISM的较大尘埃颗粒上。多环芳烃的振动特征使研究人员能够观察到许多重要的特征，包括大小、电离和结构。

这是Sandstrom从研究生时代起就一直感兴趣的东西。“斯皮策太空望远镜观察的是中红外线，这就是我在博士论文中使用的。自从斯皮策退休以来，我们没有多少机会接触到中红外光谱，但JWST是令人难以置信的，”她说。“斯皮策有一面0.8米的镜子;JWST的镜面长6.5米。这是一个巨大的望远镜，它有惊人的仪器。我等这一刻已经等了很久了。”

尽管多环芳烃的质量在整个ISM中所占的比例并不大，但它们很重要，因为它们很容易电离——这一过程可以产生光电子，从而加热ISM中其余的气体。更好地理解多环芳烃将有助于更好地理解ISM的物理原理及其运作方式。天体物理学家希望JWST能提供多环芳烃是如何形成的，它们是如何变化的，以及它们是如何被破坏的。

由于多环芳烃均匀分布在整个ISM中，因此研究人员不仅可以看到多环芳烃本身，还可以看到它们周围的一切。以前的地图，比如斯皮策拍摄的地图，包含的细节要少得多——它们基本上看起来像星系斑点。借助JWST提供的清晰度，天体物理学家现在可以看到新形成的恒星吹出的气体细丝甚至“气泡”，这些恒星的强烈辐射场和由此产生的超新星蒸发了周围的气体云。

为了获得在JWST上的观测时间，Cycle 1 Treasury Program团队必须设计包括曝光长度和滤镜等细节的观测。一旦他们的提交被接受，负责JWST科学和任务操作的空间望远镜科学研究所就会捕获和处理数据。这个项目总共包括19个星系的数据。

周期1资金计划是一个更大的项目PHANGS(附近星系高角度分辨率物理学)的一部分。PHANGS使用来自智利阿塔卡马大型毫米波阵列(ALMA)和甚大望远镜的多波长图像来研究恒星形成和ISM。然而，由于恒星形成的稠密云团中含有大量尘埃，光学光线很难穿透云团来观察内部发生的事情。利用中红外光谱，研究人员可以利用相同的尘埃及其明亮的辐射来获得高分辨率、详细的图像。

“我最兴奋的一件事是，现在我们有了这个高分辨率的ISM示踪器，我们可以绘制各种各样的东西，包括漫射气体的结构，它必须变得更密集，分子才能形成恒星，”Sandstrom说。“我们还可以绘制新形成恒星周围的气体，那里有很多‘反馈’，比如超新星爆炸。我们真的看到了ISM的整个周期的很多细节。这是星系如何形成恒星的核心。”

这项工作得到了空间望远镜科学研究所(JWST-GO-02107.006-A)的支持。

进一步的信息:https://iopscience.iop.org/collections/2041-8205_PHANGS-JWST-First-Results