צוות ה-NIRISS Unbiased Cluster Survey (CANUCS) הקנדי גילה את הצבירים הכדוריים הרחוקים ביותר שנמצאו אי פעם באמצעות ג 'יימס ווב טלסקופ החלל (JWST). קבוצות צפופות אלו של מיליוני כוכבים עשויות להיות שרידים המכילים את הכוכבים הראשונים והעתיקים ביותר ביקום.
הגילוי הזה ב השדה העמוק הראשון של ווב כבר מספק מבט מפורט על השלב המוקדם ביותר של היווצרות כוכבים, ומאשר את הכוח המדהים של JWST.
"גלקסיית נוצץ" במרחק של תשעה מיליארד שנות אור הייתה המוקד של תמונת השדה העמוק הראשון של ווב המפורטת להפליא, אמרו האסטרונומים. החוקרים כינו את העצמים הקומפקטיים הללו סביב הגלקסיה הזו "נצנוצים", שהופיעו כנקודות צהובות קטנות.
על פי צוות המחקר, נצנוצים אלה עשויים להיות חדשים צבירי כוכבים מפתחים באופן פעיל שנוצרו שלושה מיליארד שנים לאחר ה המפץ הגדול בשיא היווצרות כוכבים או צבירים כדוריים ישנים. צבירים כדוריים הם אוספים ישנים של כוכבים מתחילת גלקסיה, המספקים מידע על השלבים המוקדמים של התפתחותה והתרחבותה.
מהניתוח הראשוני שלהם של 12 מהעצמים הדחוסים הללו, החוקרים קבעו שחמישה מהם הם לא רק צבירים כדוריים אלא בין העתיקים ביותר הידועים.
Kartheik G. Iyer, עמית Dunlap במכון Dunlap לאסטרונומיה ואסטרופיזיקה באוניברסיטת טורונטו ומחבר משותף של המחקר, אמר: "להסתכל על התמונות הראשונות מ-JWST ולגלות צבירים כדוריים ישנים סביב גלקסיות רחוקות היה רגע מדהים, אחד שלא היה אפשרי עם קודמות טלסקופ החלל האבל הַדמָיָה."
"מכיוון שיכולנו לראות את הנצנצים על פני טווח של אורכי גל, נוכל לדגמן אותם ולהבין טוב יותר את התכונות הפיזיקליות שלהם, כמו בני כמה הם וכמה כוכבים הם מכילים. אנו מקווים שהידיעה שניתן לראות צבירים כדוריים ממרחקים כה גדולים עם JWST תדרבן מדע וחיפושים נוספים אחר עצמים דומים".
לאמיה מוולה, עמיתת דאנלפ במכון דאנלפ לאסטרונומיה ואסטרופיזיקה באוניברסיטת טורונטו ומחברת שותפה למחקר, אמרה, "הצבירים החדשים שזוהו אלה נוצרו סמוך לפעם הראשונה שאפשר היה ליצור כוכבים. מכיוון שגלקסיית נצנצים רחוקה הרבה יותר משביל החלב שלנו, קל יותר לקבוע את הגילאים שלה צבירים כדוריים.
"אנחנו מתבוננים בנצנוץ כפי שהיה לפני תשעה מיליארד שנים, כאשר עוֹלָם היה רק בן ארבעה וחצי מיליארד שנים, מסתכל על משהו שקרה לפני זמן רב. תחשוב על זה כעל ניחוש גילו של אדם על סמך המראה החיצוני שלו - קל להבחין בין ילד בן 5 ל-10, אבל קשה להבחין בהבדל בין בן 50 ל-55".
גלקסיית נצנצים היא מיוחדת מכיוון שהיא מוגדלת בפקטור של 100 עקב אפקט הנקרא עדשת כבידה - כאשר צביר הגלקסיות SMACS 0723 בקדמתו מעוות את מה שנמצא מאחוריה כמו זכוכית מגדלת ענקית. יתרה מכך, עדשת כבידה מייצרת שלוש תמונות נפרדות של הניצוץ, המאפשרות לאסטרונומים לחקור את הגלקסיה בפירוט רב יותר.
מנהיג צוות CANUCS, כריס וילוט מהמרכז למחקר אסטרונומיה ואסטרופיזיקה בהרצברג של המועצה הלאומית למחקר אמר, "המחקר שלנו על ה-Sparkler מדגיש את העוצמה האדירה בשילוב היכולות הייחודיות של JWST עם ההגדלה הטבעית שמעניקה עדשת כבידה. הצוות נרגש מתגליות נוספות כאשר JWST מפנה את עיניו אל צבירי הגלקסיות CANUCS בחודש הבא."
החוקרים שילבו נתונים חדשים מהמצלמת Near-Infrared Camera (NIRCam) של JWST עם נתוני ארכיון HST. NIRCam מזהה עצמים חלשים באמצעות אורכי גל ארוכים ואדומים יותר כדי לצפות מעבר למה שנראה לעין האנושית ואפילו HST. שתי ההגדלות עקב העדשה על ידי צביר הגלקסיות והרזולוציה הגבוהה של JWST אפשרו צפייה בעצמים קומפקטיים.
מכשיר ה-Nar-Infrared Imager and Slitless Spectrograph (NIRISS) מתוצרת קנדה ב-JWST אישר שהעצמים הם צבירים כדוריים ישנים מכיוון שהחוקרים לא צפו בקווי פליטת חמצן - פליטות עם ספקטרום מדיד שניתנו על ידי צבירים צעירים היוצרים כוכבים באופן פעיל . NIRISS גם עזר לפענח את הגיאומטריה של התמונות עם העדשות המשולשות של הניצוץ.
מרסין סוויקי, יו"ר קנדה למחקר באסטרונומיה, פרופסור באוניברסיטת סנט מרי ומחבר שותף למחקר, אמר"מכשיר ה-NIRISS המיוצר בקנדה של JWST היה חיוני בעזרה לנו להבין כיצד שלושת התמונות של ה-Sparkler והצבירים הכדוריים שלו מחוברים. כשראיתי כמה מהצבירים הכדוריים של Sparkler שצולמו שלוש פעמים, הבהירו שהם מסתובבים סביב גלקסיית Sparkler במקום להיות פשוט מולה במקרה."
עיון ביומן:
- The Sparkler: התפתחו מועמדים לצביר כדורי כדורי בהיסט לאדום גבוה שנלכדו על ידי JWST. מכתבי העיתון האסטרופיסי (2022). DOI: 10.3847/2041-8213/ac90ca
