Frühe Analyse des ersten Deep-Field-Bildes des James Webb Space Telescope (JWST),
Webbs Herausforderung
Eine der Hauptaufgaben des James-TeleskopsWebb“ – um die ersten Sterne und Galaxien im Universum zu finden und auch die Komplexität des Lebens darin durch die Analyse der chemischen Elemente und Bausteine des Lebens zu verstehen. Eine erneute Untersuchung von Webbs erstem Tiefenfeld habe ergeben, wie die früheste Phase der Sternentstehung aussieht, und bestätigte damit die unglaubliche Kraft von JWST, schreiben die Wissenschaftler.
So verwenden Forscher Webbvom kanadischen CANUCS-Projekt haben die am weitesten entfernten Kugelsternhaufen identifiziert, die jemals entdeckt wurden. Diese dichten Gruppen aus Millionen von Sternen könnten Relikte sein, die die frühesten und ältesten Sterne im Universum enthalten.
Platz Wunderkerze
Besonderes Augenmerk richteten Wissenschaftler auf die Sparkler-Galaxie(engl. Sparkler – Wunderkerze), die sich neun Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt befindet. Seinen Namen verdankt es den kompakten Objekten, die es in Form kleiner gelb-roter Punkte umgeben, die „Funken“ genannt werden.
Forscher haben die Sparkler-Galaxie untersucht undJWST wurde verwendet. Die fünf funkelnden Objekte um ihn herum erwiesen sich als Kugelsternhaufen. Quelle: Canadian Space Agency mit Bildern von NASA, ESA, CSA, STScI; Maula, Iyer und anderen.
Wissenschaftler haben vorgeschlagen, dass diese „Funken“ beides sindjunge Sternhaufen, die drei Milliarden Jahre nach dem Urknall aktiv Sterne bilden, oder alte Kugelsternhaufen (GCs). Um es noch einmal zusammenzufassen: Dabei handelt es sich um Sternhaufen, die Hinweise auf die frühesten Phasen der Sternentstehung enthalten.
Nach der Analyse von 12 dieser kompakten Objekte stellten Astronomen fest, dass es sich bei fünf davon nicht nur um Kugelsternhaufen handelt, sondern auch um die ältesten bekannten Sternhaufen.
Warum wurde sie nicht früher gefunden?
Bisher war es den Astronomen nicht möglich, dies zu beobachtenkompakte Objekte rund um die Sparkler-Galaxie mit Hilfe des Hubble-Weltraumteleskops. All das hat sich dank der erhöhten Auflösung und Empfindlichkeit von JWST geändert. Darüber hinaus half die Gravitationslinse den Wissenschaftlern – dank ihr wurde das Bild um das Hundertfache vergrößert. „Verantwortlich“ dafür ist der Galaxienhaufen SMACS 0723 im Vordergrund.
Gravitationslinseneffekt in Aktion. Astronomen nutzen dieses Phänomen, um sehr weit entfernte Galaxien zu untersuchen.
Bildcredit und Bildrechte: NASA, ESA und L. Calzada
Nun haben Forscher neue Daten zusammengeführtvon der Webb Nahinfrarotkamera (NIRCam) mit archivierten Hubble-Daten. Die Besonderheit von NIRCam besteht darin, dass es selbst schwache Objekte „sieht“ und die langen und roten Wellen des Objekts aufzeichnet, die das menschliche Auge und sogar Hubble wahrnehmen können. Die Linsenung von Galaxienhaufen und die hohe Auflösung von JWST haben es ermöglicht, kompakte Objekte zu beobachten, die zuvor den Astronomen „versteckt“ waren.
Vergleich der von Hubble und Webb aufgenommenen Bilder von Sparkler und seinen „Funken“. Bildnachweis: Maula, Iyer et al.
Im Gegenzug das kanadische Gerät fürNahinfrarotaufnahmen (NIRISS) am Webb-Teleskop bestätigten, dass es sich bei den „Funken“ um alte Kugelsternhaufen handelt. Tatsache ist, dass Forscher die Sauerstoffemissionslinien, die von jungen Sternhaufen emittiert werden, die aktiv Sterne bilden, nicht beobachtet haben. NIRISS half auch dabei, die Geometrie der Drei-Linsen-Bilder der Sparkler-Galaxie zu entschlüsseln.
Die Umgebung der Sparkler-Galaxie (links) und ihre Nahaufnahmen.
Bildcredit und Bildrechte: Maula, Ayer et al.
Astronomen wissen, dass es Kugelsternhaufen geben kannsehr alt, aber ihr Alter zu messen ist unglaublich schwierig. Dies hilft jedoch, das Alter der ersten Sterne in fernen Galaxien zu bestimmen. Es stellte sich heraus, dass die neu identifizierten Cluster fast zu der Zeit auftauchten, als die Sternentstehung erstmals möglich wurde – als das Universum 4,5 Milliarden Jahre alt war.
Was weiter?
Sparklers Forschung unterstreicht die enorme Kraft„Webb.“ Die Studienautoren stellten fest, dass sie von den neuen Entdeckungen begeistert sind. Und das wird sehr bald geschehen – nächsten Monat wird sich das Weltraumobservatorium den CANUCS-Galaxienhaufen widmen.
„James Webb“ wird die Felder beobachtenCANUCS wird ab Oktober 2022 mit optischen Mitteln fünf massereiche Galaxien untersuchen. Dies wird es uns ermöglichen, mehr über die Geschichte der Sternentstehung zu erfahren.
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