Det canadiske NIRISS Unbiased Cluster Survey (CANUCS) team opdagede de fjerneste kuglehobe nogensinde fundet ved hjælp af James Webb Space Telescope (JWST). Disse tætte grupper af millioner af stjerner kan være relikvier, der indeholder de første og ældste stjerner i universet.
Denne opdagelse i Webbs første dybe felt giver allerede et detaljeret kig på den tidligste fase af stjernedannelse, hvilket bekræfter JWSTs utrolige kraft.
Den ni milliarder lysår væk "Sparkler galakse" var i fokus for det udsøgt detaljerede Webbs First Deep Field-billede, sagde astronomerne. Forskerne kaldte disse kompakte objekter omkring denne galakse "gnister", som så ud som små gule prikker.
Ifølge forskerholdet kan disse gnistre enten være nye klynger af stjerner aktivt at udvikle, der blev dannet tre milliarder år efter Stort brag på højden af stjernedannelse eller gamle kuglehobe. Kuglehobe er gamle samlinger af stjerner fra begyndelsen af en galakse, der giver information om de tidlige stadier af dens udvikling og ekspansion.
Ud fra deres indledende analyse af 12 af disse kompakte objekter fastslog forskerne, at fem af dem ikke kun er kuglehobe, men blandt de ældste kendte.
Kartheik G. Iyer, Dunlap Fellow ved Dunlap Institute for Astronomy & Astrophysics ved University of Toronto og medforfatter af undersøgelsen, sagde: "At se på de første billeder fra JWST og opdage gamle kuglehobe omkring fjerne galakser var et utroligt øjeblik, et øjeblik, der ikke var muligt med tidligere Hubble Space Telescope billeddannelse."
"Da vi kunne observere gnistrene på tværs af en række bølgelængder, kunne vi modellere dem og bedre forstå deres fysiske egenskaber, som hvor gamle de er, og hvor mange stjerner de indeholder. Vi håber, at viden om, at kuglehobe kan observeres fra så store afstande med JWST, vil anspore til yderligere videnskab og søgninger efter lignende objekter."
Lamiya Mowla, Dunlap Fellow ved Dunlap Institute for Astronomy & Astrophysics ved University of Toronto og medforfatter af undersøgelsen, sagde: "Disse nyligt identificerede hobe blev dannet tæt på første gang, det overhovedet var muligt at skabe stjerner. Fordi Sparkler-galaksen er meget længere væk end vores egen Mælkevej, er det lettere at bestemme alderen på dens kuglehobe.
"Vi observerer stjernekasteren, som den var for ni milliarder år siden, da univers var kun fire og en halv milliard år gammel og så på noget, der skete for længe siden. Tænk på det som at gætte en persons alder baseret på deres udseende – det er nemt at kende forskel på en 5- og 10-årig, men svært at kende forskel på en 50- og 55-årig."
Sparkler-galaksen er speciel, fordi den forstørres med en faktor 100 på grund af en effekt kaldet gravitationslinser - hvor SMACS 0723-galaksehoben i forgrunden forvrænger det, der er bagved, som et kæmpe forstørrelsesglas. Desuden producerer gravitationslinser tre separate billeder af Sparkler, hvilket gør det muligt for astronomer at studere galaksen mere detaljeret.
CANUCS-teamleder Chris Willott fra National Research Councils Herzberg Astronomy and Astrophysics Research Center sagde, "Vores undersøgelse af Sparkler fremhæver den enorme kraft i at kombinere JWST's unikke egenskaber med den naturlige forstørrelse, som gravitationslinser giver. Holdet er begejstret for flere opdagelser, når JWST vender blikket mod CANUCS-galaksehobene i næste måned."
Forskerne kombinerede nye data fra JWSTs Near-Infrared Camera (NIRCam) med HST-arkivdata. NIRCam registrerer svage genstande ved hjælp af længere og rødere bølgelængder for at observere forbi, hvad der er synligt for det menneskelige øje og endda HST. Både forstørrelser på grund af linserne fra galaksehoben og den høje opløsning af JWST gjorde det muligt at observere kompakte objekter.
Det canadisk-fremstillede Near-Infrared Imager and Slitless Spectrograph (NIRISS) instrument på JWST bekræftede, at objekterne er gamle kuglehobe, fordi forskerne ikke observerede iltemissionslinjer - emissioner med målbare spektre afgivet af unge hobe, der aktivt danner stjerner . NIRISS hjalp også med at optrevle geometrien af de tredobbelte linsebilleder af Sparkler.
Marcin Sawicki, Canada Research Chair in Astronomy, professor ved Saint Mary's University, og studie medforfatter, sagde"JWST's fremstillede i Canada NIRISS instrument var afgørende for at hjælpe os med at forstå, hvordan de tre billeder af Sparkler og dens kugleformede klynger er forbundet. At se flere af Sparklers kuglehobe afbilledet tre gange gjorde det klart, at de kredser om Sparkler-galaksen i stedet for blot at være foran den tilfældigt."
Journal Reference:
- The Sparkler: Udviklede høj-rødforskydning kugleklynge kandidater fanget af JWST. The Astrophysical Journal Letters (2022). DOI: 10.3847/2041-8213/ac90ca
