Kanadalainen NIRISS Unbiased Cluster Survey (CANUCS) -tiimi löysi kaukaisimmat pallomaiset klusterit, jotka on koskaan löydetty käyttämällä James Webb avaruusteleskooppi (JWST). Nämä miljoonien tähtien tiheät ryhmät voivat olla jäänteitä, jotka sisältävät maailmankaikkeuden ensimmäiset ja vanhimmat tähdet.
Tämä löytö sisään Webbin ensimmäinen syväkenttä tarjoaa jo yksityiskohtaisen katsauksen tähtien muodostumisen varhaisimpaan vaiheeseen, mikä vahvistaa JWST:n uskomattoman voiman.
Tähtitieteilijät sanoivat, että yhdeksän miljardin valovuoden päässä oleva "Sparkler-galaksi" oli äärimmäisen yksityiskohtaisen Webbin ensimmäisen syväkentän kuvan keskipiste. Tutkijat kutsuivat näitä tämän galaksin ympärillä olevia kompakteja esineitä "kipinöiksi", jotka ilmestyivät pieninä keltaisina pisteinä.
Tutkimusryhmän mukaan nämä kimalteet voivat olla uusia tähtijoukkoja aktiivisesti kehittyviä, jotka muodostuivat kolme miljardia vuotta sen jälkeen Alkuräjähdys tähtien muodostumisen tai vanhojen pallomaisten tähtien muodostumisen huipulla. Pallomaiset tähtijoukot ovat vanhoja tähtikokoelmia galaksin alusta, ja ne tarjoavat tietoa sen kehityksen ja laajenemisen alkuvaiheista.
Alkuperäisen analyysin perusteella 12 näistä kompakteista esineistä tutkijat päättelivät, että viisi niistä ei ole vain pallomaisia klustereita vaan vanhimpia tunnettuja klustereita.
Kartheik G. Iyer, Dunlapin stipendiaatti Toronton yliopiston Dunlap Institute for Astronomy & Astrophysics -instituutista ja tutkimuksen toinen johtaja, sanoi: "JWST:n ensimmäisten kuvien katsominen ja vanhojen pallomaisten klustereiden löytäminen kaukaisten galaksien ympäriltä oli uskomaton hetki, joka ei ollut mahdollista aiempien galaksien kanssa. Hubble-avaruusteleskooppi kuvantaminen."
"Koska pystyimme tarkkailemaan kipinöitä eri aallonpituuksilla, pystyimme mallintamaan niitä ja ymmärtämään paremmin niiden fysikaalisia ominaisuuksia, kuten kuinka vanhoja ne ovat ja kuinka monta tähteä ne sisältävät. Toivomme, että tieto siitä, että pallomaisia klustereita voidaan havaita niin suurilta etäisyyksiltä JWST:llä, kannustaa lisää tiedettä ja samankaltaisten kohteiden etsintää."
Lamiya Mowla, Dunlapin stipendiaatti Toronton yliopiston Dunlap Institute for Astronomy & Astrophysics -instituutista ja tutkimuksen toinen johtaja, sanoi: "Nämä äskettäin tunnistetut klusterit muodostuivat lähes ensimmäistä kertaa, kun tähtiä oli edes mahdollista luoda. Koska Sparkler-galaksi on paljon kauempana kuin oma Linnunrattamme, on helpompi määrittää sen iät. pallomaisia klustereita.
"Havaitsemme Sparkleria sellaisena kuin se oli yhdeksän miljardia vuotta sitten, kun maailmankaikkeus oli vain neljä ja puoli miljardia vuotta vanha, katsoen jotain, mikä tapahtui kauan sitten. Ajattele sitä ihmisen iän arvaamisena ulkonäön perusteella – 5- ja 10-vuotiaan on helppo erottaa, mutta 50- ja 55-vuotiaan on vaikea erottaa.”
Sparkler-galaksi on erityinen, koska se on suurennettu 100-kertaiseksi gravitaatiolinssi-nimisen vaikutuksen ansiosta – jossa SMACS 0723 -galaksijoukko etualalla vääristää sen takana olevaa kuin jättimäinen suurennuslasi. Lisäksi gravitaatiolinssi tuottaa kolme erillistä kuvaa Sparklerista, jolloin tähtitieteilijät voivat tutkia galaksia tarkemmin.
CANUCS-tiimin johtaja Chris Willott kansallisen tutkimusneuvoston Herzbergin tähtitieteen osastolta ja astrofysiikan tutkimuskeskus sanoi, "Tutkimuksemme Sparklerista korostaa valtavaa voimaa JWST:n ainutlaatuisten ominaisuuksien yhdistämisessä gravitaatiolinssin tarjoamaan luonnolliseen suurennukseen. Tiimi on innoissaan uusista löydöistä, kun JWST kiinnittää katseensa CANUCS-galaksijoukkoihin ensi kuussa.
Tutkijat yhdistivät uudet tiedot JWST:n lähi-infrapunakamerasta (NIRCam) HST-arkistotietoihin. NIRCam havaitsee himmeät kohteet käyttämällä pidempiä ja punaisempia aallonpituuksia ja tarkkailee ihmissilmälle näkyvän ja jopa HST:n ohi. Molemmat galaksijoukon linssistä johtuvat suurennukset ja JWST:n korkea resoluutio mahdollistivat kompaktien kohteiden havainnoinnin.
Kanadassa valmistettu Near-Infrared Imager and Slitless Spectrograph (NIRISS) -instrumentti JWST:ssä vahvisti, että esineet ovat vanhoja pallomaisia klustereita, koska tutkijat eivät havainneet happiemissioviivoja – emissioita, joiden spektrit ovat mitattavissa nuorista tähtijoukoista, jotka muodostavat aktiivisesti tähtiä. . NIRISS auttoi myös purkamaan Sparklerin kolmilinssisten kuvien geometrian.
Marcin Sawicki, Kanadan tähtitieteen tutkimusjohtaja, Saint Mary's Universityn professori ja tutkimuksen toinen kirjoittaja, sanoi, "JWST:n Kanadassa valmistettu NIRISS-instrumentti auttoi meitä ymmärtämään, kuinka Sparklerin kolme kuvaa ja sen pallomaisia klustereita liittyvät toisiinsa. Useiden Sparklerin pallomaisten klustereiden näkeminen kolme kertaa kuvattuna teki selväksi, että ne kiertävät Sparkler-galaksia sen sijaan, että olisivat sattumalta sen edessä."
Lehden viite:
- Sparkler: Kehittyneet korkean punasiirtymän pallomaiset klusteriehdokkaat, jotka JWST on vanginnut. Astrophysical Journal Letters (2022). DOI: 10.3847/2041-8213/ac90ca
