James Webb-rumteleskopet kaster lys over galakseudviklingen, sorte huller

Stephans Quintet, en visuel gruppering af fem galakser, er bedst kendt for at være fremtrædende med i den klassiske feriefilm, "It's a Wonderful Life". I dag afslører NASAs James Webb-rumteleskop Stephans kvintet i et nyt lys. Denne enorme mosaik er Webbs største billede til dato og dækker omkring en femtedel af Månens diameter. Den indeholder over 150 millioner pixels og er bygget op af næsten 1.000 separate billedfiler. Oplysningerne fra Webb giver ny indsigt i, hvordan galaktiske interaktioner kan have drevet galakseudviklingen i det tidlige univers.

Med sit kraftfulde, infrarøde syn og ekstremt høje rumlige opløsning viser Webb aldrig før sete detaljer i denne galaksegruppe. Glitrende klynger af millioner af unge stjerner og stjerneskudsområder med frisk stjernefødsel pryder billedet. Fejende haler af gas, støv og stjerner bliver trukket fra flere af galakserne på grund af gravitationsinteraktioner. Det mest dramatiske er, at Webb fanger enorme chokbølger, da en af ​​galakserne, NGC 7318B, smadrer gennem hoben.

Sammen er de fem galakser i Stephans Kvintet også kendt som Hickson Compact Group 92 (HCG 92). Selvom de kaldes en "kvintet", er kun fire af galakserne virkelig tæt på hinanden og fanget i en kosmisk dans. Den femte og længst venstre galakse, kaldet NGC 7320, er godt i forgrunden sammenlignet med de andre fire. NGC 7320 ligger 40 millioner lysår fra Jorden, mens de andre fire galakser (NGC 7317, NGC 7318A, NGC 7318B og NGC 7319) er omkring 290 millioner lysår væk. Dette er stadig ret tæt på i kosmisk henseende sammenlignet med fjernere galakser milliarder af lysår væk. At studere sådanne relativt nærliggende galakser som disse hjælper videnskabsmænd med bedre at forstå strukturer set i et meget fjernere univers.

Denne nærhed giver astronomerne et sæde ved siden af, hvor de kan se sammensmeltningen og interaktionerne mellem galakser, der er så afgørende for hele galakseudviklingen. Sjældent ser forskere så detaljeret, hvordan interagerende galakser udløser stjernedannelse i hinanden, og hvordan gassen i disse galakser bliver forstyrret. Stephans kvintet er et fantastisk "laboratorium" til at studere disse processer, der er grundlæggende for alle galakser.

Stramme grupper som denne kan have været mere almindelige i det tidlige univers, da deres overhedede, indfaldende materiale kan have givet næring til meget energiske sorte huller kaldet kvasarer. Selv i dag rummer den øverste galakse i gruppen - NGC 7319 - en aktiv galaktisk kerne, et supermassivt sort hul, der er 24 millioner gange Solens masse. Den trækker aktivt materiale ind og udsender lysenergi svarende til 40 milliarder sole.

Webb studerede den aktive galaktiske kerne meget detaljeret med Near-Infrared Spectrograph (NIRSpec) og Mid-Infrared Instrument (MIRI). Disse instrumenters integrerede feltenheder (IFU'er) – som er en kombination af et kamera og en spektrograf – forsynede Webb-teamet med en "datakube" eller en samling af billeder af den galaktiske kernes spektrale træk.

Ligesom medicinsk magnetisk resonansbilleddannelse (MRI) giver IFU'erne forskere mulighed for at "skære og skære" informationen i mange billeder til detaljeret undersøgelse. Webb gennemborede kappen af ​​støv omkring kernen for at afsløre varm gas nær det aktive sorte hul og måle hastigheden af ​​lyse udstrømninger. Teleskopet så disse udstrømninger drevet af det sorte hul i et detaljeringsniveau, som aldrig er set før.

I NGC 7320, den mest venstre og nærmeste galakse i den visuelle gruppering, var Webb i stand til at opløse individuelle stjerner og endda galaksens lyse kerne.

Som en bonus afslørede Webb et stort hav af tusindvis af fjerne baggrundsgalakser, der minder om Hubbles dybe felter.

Kombineret med det mest detaljerede infrarøde billede nogensinde af Stephans Kvintet fra MIRI og Near-Infrared Camera (NIRCam), vil dataene fra Webb give en mængde værdifuld, ny information. For eksempel vil det hjælpe videnskabsmænd med at forstå den hastighed, hvormed supermassive sorte huller føder og vokser. Webb ser også stjernedannende regioner meget mere direkte, og den er i stand til at undersøge emission fra støvet – en detaljeringsgrad, der er umulig at opnå indtil nu.

Beliggende i stjernebilledet Pegasus, blev Stephans Kvintet opdaget af den franske astronom Édouard Stephan i 1877. + Udforsk yderligere

NASA afslører Webb-teleskopets første kosmiske mål