Das kanadische NIRISS Unbiased Cluster Survey (CANUCS)-Team entdeckte die am weitesten entfernten Kugelsternhaufen, die jemals gefunden wurden James Webb Weltraumteleskop (JWST). Diese dichten Gruppen von Millionen von Sternen könnten Relikte sein, die die ersten und ältesten Sterne im Universum enthalten.
Diese Entdeckung in Webbs erstes Deep Field bietet bereits einen detaillierten Einblick in die früheste Phase der Sternentstehung und bestätigt die unglaubliche Kraft von JWST.
Die neun Milliarden Lichtjahre entfernte „Sparkler-Galaxie“ war der Fokus des exquisit detaillierten Webb's First Deep Field-Bildes, sagten die Astronomen. Die Forscher nannten diese kompakten Objekte um diese Galaxie „Funkeln“, die als kleine gelbe Punkte erschienen.
Laut dem Forschungsteam könnten diese Funken entweder neu sein Sternhaufen sich aktiv entwickeln, die drei Milliarden Jahre nach dem gebildet wurden Urknall auf dem Höhepunkt der Sternentstehung oder alter Kugelsternhaufen. Kugelsternhaufen sind alte Ansammlungen von Sternen aus den Anfängen einer Galaxie, die Informationen über die frühen Stadien ihrer Entwicklung und Ausdehnung liefern.
Aus ihrer anfänglichen Analyse von 12 dieser kompakten Objekte stellten die Forscher fest, dass fünf von ihnen nicht nur Kugelhaufen sind, sondern zu den ältesten bekannten gehören.
Kartheik G. Iyer, Dunlap Fellow am Dunlap Institute for Astronomy & Astrophysics an der University of Toronto und Co-Hauptautor der Studie, sagte: „Die ersten Bilder von JWST zu betrachten und alte Kugelsternhaufen um ferne Galaxien zu entdecken, war ein unglaublicher Moment, der mit früheren Bildern nicht möglich war Hubble Weltraumteleskop Bildgebung.“
„Da wir die Funkeln über einen Bereich von Wellenlängen beobachten konnten, konnten wir sie modellieren und ihre physikalischen Eigenschaften besser verstehen, etwa wie alt sie sind und wie viele Sterne sie enthalten. Wir hoffen, dass das Wissen, dass Kugelsternhaufen mit JWST aus so großen Entfernungen beobachtet werden können, die weitere Wissenschaft und Suche nach ähnlichen Objekten anregen wird.“
Lamiya Mowla, Dunlap Fellow am Dunlap Institute for Astronomy & Astrophysics an der University of Toronto und Co-Hauptautorin der Studie, sagte: „Diese neu identifizierten Haufen entstanden kurz vor dem ersten Mal, als es überhaupt möglich war, Sterne zu erschaffen. Da die Sparkler-Galaxie viel weiter entfernt ist als unsere eigene Milchstraße, ist es einfacher, ihr Alter zu bestimmen Kugelhaufen.
„Wir beobachten die Wunderkerze, wie sie vor neun Milliarden Jahren aussah, als die Universum war nur viereinhalb Milliarden Jahre alt und betrachtete etwas, das vor langer Zeit passiert ist. Stellen Sie sich vor, Sie würden das Alter einer Person anhand ihres Aussehens erraten – es ist einfach, den Unterschied zwischen einem 5- und 10-Jährigen zu erkennen, aber schwer, den Unterschied zwischen einem 50- und 55-Jährigen zu erkennen.“
Die Sparkler-Galaxie ist etwas Besonderes, weil sie aufgrund eines Effekts namens Gravitationslinsen um den Faktor 100 vergrößert wird – bei dem der Galaxienhaufen SMACS 0723 im Vordergrund das, was sich dahinter befindet, wie ein riesiges Vergrößerungsglas verzerrt. Darüber hinaus erzeugt die Gravitationslinse drei separate Bilder der Sparkler, wodurch Astronomen die Galaxie detaillierter untersuchen können.
Chris Willott, Leiter des CANUCS-Teams vom Herzberg Astronomy and Astrophysics Research Center des National Research Council, sagte: „Unsere Studie der Sparkler unterstreicht die enorme Kraft der Kombination der einzigartigen Fähigkeiten von JWST mit der natürlichen Vergrößerung durch Gravitationslinsen. Das Team ist gespannt auf weitere Entdeckungen, wenn das JWST seinen Blick nächsten Monat auf die CANUCS-Galaxienhaufen richtet.“
Die Forscher kombinierten neue Daten von JWSTs Nahinfrarotkamera (NIRCam) mit HST-Archivdaten. NIRCam erkennt schwache Objekte mit längeren und röteren Wellenlängen, um über das hinaus zu beobachten, was für das menschliche Auge und sogar HST sichtbar ist. Sowohl Vergrößerungen aufgrund der Linsenwirkung des Galaxienhaufens als auch die hohe Auflösung von JWST ermöglichten die Beobachtung kompakter Objekte.
Das in Kanada hergestellte Near-Infrared Imager and Slitless Spectrograph (NIRISS)-Instrument am JWST bestätigte, dass es sich bei den Objekten um alte Kugelsternhaufen handelt, da die Forscher keine Sauerstoffemissionslinien beobachteten – Emissionen mit messbaren Spektren, die von jungen Sternhaufen abgegeben werden, die aktiv Sterne bilden . NIRISS half auch dabei, die Geometrie der dreifach verglasten Bilder der Sparkler zu enträtseln.
Marcin Sawicki, Canada Research Chair in Astronomy, Professor an der Saint Mary's University und Co-Autor der Studie, sagte"Das in Kanada hergestellte NIRISS-Instrument von JWST war entscheidend, um uns zu helfen zu verstehen, wie die drei Bilder der Sparkler und ihrer Kugelsternhaufen miteinander verbunden sind. Mehrere der Kugelsternhaufen von Sparkler dreimal abgebildet zu sehen, machte deutlich, dass sie um die Sparkler-Galaxie kreisen und nicht nur zufällig davor stehen.“
Journal Referenz:
- The Sparkler: Entwickelte Kandidaten für Kugelsternhaufen mit hoher Rotverschiebung, die von JWST erfasst wurden. Die astrophysikalischen Zeitschriftenbriefe (2022). zurück 10.3847/2041-8213/ac90ca
