Det kanadiske NIRISS Unbiased Cluster Survey (CANUCS)-teamet oppdaget de fjerneste kulehopene som noen gang er funnet ved hjelp av James Webb Space Telescope (JWST). Disse tette gruppene på millioner av stjerner kan være relikvier som inneholder de første og eldste stjernene i universet.
Denne oppdagelsen i Webbs første dypfelt gir allerede en detaljert titt på den tidligste fasen av stjernedannelsen, og bekrefter den utrolige kraften til JWST.
Den ni milliarder lysår unna «Sparkler-galaksen» var i fokus for det utsøkt detaljerte Webbs First Deep Field-bilde, sa astronomene. Forskerne kalte disse kompakte objektene rundt denne galaksen "gnister", som dukket opp som små gule prikker.
Ifølge forskerteamet kan disse gnistene enten være nye klynger av stjerner aktivt utvikle som ble dannet tre milliarder år etter Big Bang på høyde med stjernedannelse eller gamle kulehoper. Kulehoper er gamle samlinger av stjerner fra begynnelsen av en galakse, og gir informasjon om de tidlige stadiene av dens utvikling og utvidelse.
Fra deres første analyse av 12 av disse kompakte objektene, slo forskerne fast at fem av dem ikke bare er kulehoper, men blant de eldste kjente.
Kartheik G. Iyer, Dunlap-stipendiat ved Dunlap Institute for Astronomy & Astrophysics ved University of Toronto og medforfatter av studien, sa: «Å se på de første bildene fra JWST og oppdage gamle kulehoper rundt fjerne galakser var et utrolig øyeblikk, et øyeblikk som ikke var mulig med tidligere Hubble Space Telescope bildebehandling."
"Siden vi kunne observere gnisten over en rekke bølgelengder, kunne vi modellere dem og bedre forstå deres fysiske egenskaper, som hvor gamle de er og hvor mange stjerner de inneholder. Vi håper kunnskapen om at kulehoper kan observeres fra så store avstander med JWST vil stimulere til ytterligere vitenskap og søk etter lignende objekter."
Lamiya Mowla, Dunlap-stipendiat ved Dunlap Institute for Astronomy & Astrophysics ved University of Toronto og medforfatter av studien, sa: "Disse nylig identifiserte hopene ble dannet nær første gang det var mulig å lage stjerner. Fordi Sparkler-galaksen er mye lenger unna enn vår egen Melkevei, er det lettere å bestemme alderen på dens kulehoper.
"Vi observerer Sparkler slik den var for ni milliarder år siden, da univers var bare fire og en halv milliard år gammel, og så på noe som skjedde for lenge siden. Tenk på det som å gjette en persons alder basert på utseendet deres – det er lett å se forskjell på en 5- og 10-åring, men vanskelig å se forskjell på en 50- og 55-åring.»
Sparkler-galaksen er spesiell fordi den forstørres med en faktor på 100 på grunn av en effekt som kalles gravitasjonslinser – der SMACS 0723-galaksehopen i forgrunnen forvrenger det som er bak den som et gigantisk forstørrelsesglass. Dessuten produserer gravitasjonslinser tre separate bilder av Sparkler, som lar astronomer studere galaksen mer detaljert.
CANUCS-teamleder Chris Willott fra National Research Councils Herzberg Astronomy, and Astrophysics Research Center sa, "Vår studie av Sparkler fremhever den enorme kraften i å kombinere de unike egenskapene til JWST med den naturlige forstørrelsen som tilbys av gravitasjonslinser. Teamet er spent på flere funn når JWST vender blikket mot CANUCS-galaksehopene neste måned.»
Forskerne kombinerte nye data fra JWSTs Near-Infrared Camera (NIRCam) med HST-arkivdata. NIRCam oppdager svake gjenstander ved å bruke lengre og rødere bølgelengder for å observere forbi det som er synlig for det menneskelige øyet og til og med HST. Både forstørrelser på grunn av objektiveringen av galaksehopen og den høye oppløsningen til JWST gjorde det mulig å observere kompakte objekter.
Det kanadiskproduserte Near-Infrared Imager and Slitless Spectrograph (NIRISS) instrumentet på JWST bekreftet at objektene er gamle kulehoper fordi forskerne ikke observerte oksygenutslippslinjer - utslipp med målbare spektre gitt fra unge klynger som aktivt danner stjerner . NIRISS bidro også til å nøste opp geometrien til bildene med tre linser av Sparkler.
Marcin Sawicki, Canada Research Chair in Astronomy, professor ved Saint Mary's University, og studiemedforfatter, sa"JWSTs canada-produserte NIRISS-instrument var viktig for å hjelpe oss å forstå hvordan de tre bildene av Sparkler og dens kulehoper henger sammen. Å se flere av Sparklers kulehoper avbildet tre ganger, gjorde det klart at de kretser rundt Sparkler-galaksen i stedet for å være rett og slett foran den ved en tilfeldighet.»
Tidsreferanse:
- The Sparkler: Utviklede kulehopkandidater med høy rødforskyvning fanget av JWST. The Astrophysical Journal Letters (2022). GJØR JEG: 10.3847/2041-8213/ac90ca
