Το Webb της NASA ρίχνει φως στην εξέλιξη των γαλαξιών, τις μαύρες τρύπες

Το Κουιντέτο του Στέφαν, μια οπτική ομαδοποίηση πέντε γαλαξιών, είναι περισσότερο γνωστό για την παρουσία του στην κλασική ταινία των διακοπών, «It’s a Wonderful Life». Σήμερα, το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb της NASA αποκαλύπτει το Κουιντέτο του Stephan υπό ένα νέο φως. Αυτό το τεράστιο μωσαϊκό είναι η μεγαλύτερη εικόνα του Webb μέχρι σήμερα, που καλύπτει περίπου το ένα πέμπτο της διαμέτρου της Σελήνης. Περιέχει πάνω από 150 εκατομμύρια pixel και είναι κατασκευασμένο από σχεδόν 1.000 ξεχωριστά αρχεία εικόνας. Οι πληροφορίες από το Webb παρέχουν νέες ιδέες για το πώς οι γαλαξιακές αλληλεπιδράσεις μπορεί να οδήγησαν την εξέλιξη των γαλαξιών στο πρώιμο σύμπαν.

Με την ισχυρή, υπέρυθρη όρασή του και την εξαιρετικά υψηλή χωρική του ανάλυση, το Webb δείχνει λεπτομέρειες που δεν έχουν ξαναδεί σε αυτήν την ομάδα γαλαξιών. Αφρώδη σμήνη εκατομμυρίων νεαρών αστεριών και περιοχές εκρήξεως αστεριών γέννησης φρέσκων αστεριών κοσμούν την εικόνα. Σαρωτικές ουρές αερίου, σκόνης και αστεριών ανασύρονται από αρκετούς από τους γαλαξίες λόγω βαρυτικών αλληλεπιδράσεων. Το πιο εντυπωσιακό είναι ότι ο Webb καταγράφει τεράστια κρουστικά κύματα καθώς ένας από τους γαλαξίες, ο NGC 7318B, συντρίβει το σμήνος.

Μαζί, οι πέντε γαλαξίες του Κουιντέτου του Stephan είναι επίσης γνωστοί ως Hickson Compact Group 92 (HCG 92). Αν και αποκαλείται «κουιντέτο», μόνο τέσσερις από τους γαλαξίες είναι πραγματικά κοντά και παγιδευμένοι σε έναν κοσμικό χορό. Ο πέμπτος και πιο αριστερός γαλαξίας, που ονομάζεται NGC 7320, βρίσκεται καλά σε πρώτο πλάνο σε σύγκριση με τους άλλους τέσσερις. Ο NGC 7320 απέχει 40 εκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη, ενώ οι άλλοι τέσσερις γαλαξίες (NGC 7317, NGC 7318A, NGC 7318B και NGC 7319) βρίσκονται περίπου 290 εκατομμύρια έτη φωτός μακριά. Αυτό είναι ακόμα αρκετά κοντά σε κοσμικούς όρους, σε σύγκριση με πιο μακρινούς γαλαξίες δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά. Η μελέτη τέτοιων σχετικά κοντινών γαλαξιών όπως αυτοί βοηθά τους επιστήμονες να κατανοήσουν καλύτερα τις δομές που φαίνονται σε ένα πολύ πιο μακρινό σύμπαν.

Αυτή η εγγύτητα παρέχει στους αστρονόμους μια θέση δίπλα στο δακτύλιο για να παρακολουθήσουν τη συγχώνευση και τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ γαλαξιών που είναι τόσο κρίσιμες για όλη την εξέλιξη των γαλαξιών. Σπάνια οι επιστήμονες βλέπουν με τόση λεπτομέρεια πώς οι αλληλεπιδρώντες γαλαξίες προκαλούν το σχηματισμό άστρων ο ένας στον άλλο και πώς διαταράσσεται το αέριο σε αυτούς τους γαλαξίες. Το Κουιντέτο του Stephan είναι ένα φανταστικό «εργαστήριο» για τη μελέτη αυτών των διαδικασιών θεμελιωδών για όλους τους γαλαξίες.

Σφιχτές ομάδες όπως αυτή μπορεί να ήταν πιο συνηθισμένες στο πρώιμο σύμπαν όταν το υπερθερμασμένο υλικό τους που πέφτει μπορεί να τροφοδοτούσε πολύ ενεργητικές μαύρες τρύπες που ονομάζονται κβάζαρ. Ακόμη και σήμερα, ο κορυφαίος γαλαξίας της ομάδας – ο NGC 7319 – φιλοξενεί έναν ενεργό γαλαξιακό πυρήνα, μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα 24 εκατομμύρια φορές τη μάζα του Ήλιου. Τραβάει ενεργά υλικό και εκπέμπει φωτεινή ενέργεια που ισοδυναμεί με 40 δισεκατομμύρια Ήλιους.

Ο Webb μελέτησε τον ενεργό γαλαξιακό πυρήνα με μεγάλη λεπτομέρεια με το φασματογράφο εγγύς υπέρυθρο (NIRSpec) και το μέσο υπέρυθρο όργανο (MIRI). Οι ενσωματωμένες μονάδες πεδίου (IFU) αυτών των οργάνων – οι οποίες είναι ένας συνδυασμός κάμερας και φασματογράφου – παρείχαν στην ομάδα Webb έναν «κύβο δεδομένων» ή μια συλλογή εικόνων των φασματικών χαρακτηριστικών του γαλαξιακού πυρήνα.

Όπως ακριβώς η ιατρική μαγνητική τομογραφία (MRI), οι IFU επιτρέπουν στους επιστήμονες να «κόψουν σε φέτες» τις πληροφορίες σε πολλές εικόνες για λεπτομερή μελέτη. Ο Webb διαπέρασε το σάβανο σκόνης που περιβάλλει τον πυρήνα για να αποκαλύψει ζεστό αέριο κοντά στην ενεργή μαύρη τρύπα και να μετρήσει την ταχύτητα των φωτεινών εκροών. Το τηλεσκόπιο είδε αυτές τις εκροές που οδηγούνται από τη μαύρη τρύπα σε επίπεδο λεπτομέρειας που δεν είχε ξαναδεί.

Στον NGC 7320, τον πιο αριστερό και πλησιέστερο γαλαξία στην οπτική ομαδοποίηση, ο Webb ήταν σε θέση να αναλύσει μεμονωμένα αστέρια, ακόμη και τον φωτεινό πυρήνα του γαλαξία.

Ως μπόνους, ο Webb αποκάλυψε μια απέραντη θάλασσα από χιλιάδες μακρινούς γαλαξίες φόντου που θυμίζουν τα βαθιά πεδία του Hubble.

Σε συνδυασμό με την πιο λεπτομερή εικόνα υπερύθρων που έγινε ποτέ του Stephan's Quintet από το MIRI και την Near-Infrared Camera (NIRCam), τα δεδομένα από το Webb θα παρέχουν μια πληθώρα πολύτιμων, νέων πληροφοριών. Για παράδειγμα, θα βοηθήσει τους επιστήμονες να κατανοήσουν τον ρυθμό με τον οποίο τρέφονται και αναπτύσσονται οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες. Ο Webb βλέπει επίσης τις περιοχές σχηματισμού άστρων πολύ πιο άμεσα και είναι σε θέση να εξετάσει τις εκπομπές από τη σκόνη - ένα επίπεδο λεπτομέρειας αδύνατο να επιτευχθεί μέχρι τώρα.

Βρίσκεται στον αστερισμό του Πήγασου, το Κουιντέτο του Στέφανου ανακαλύφθηκε από τον Γάλλο αστρονόμο Édouard Stephan το 1877.

Πίστωση εικόνας: NASA, ESA, CSA και STScI

Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb είναι το κορυφαίο παρατηρητήριο διαστημικής επιστήμης στον κόσμο. Ο Webb θα λύσει μυστήρια στο ηλιακό μας σύστημα, θα κοιτάξει πέρα ​​από μακρινούς κόσμους γύρω από άλλα αστέρια και θα διερευνήσει τις μυστηριώδεις δομές και την προέλευση του σύμπαντός μας και τη θέση μας σε αυτό. Το Webb είναι ένα διεθνές πρόγραμμα με επικεφαλής τη NASA με τους εταίρους της, την ESA (Ευρωπαϊκή Διαστημική Υπηρεσία) και την CSA (Καναδική Διαστημική Υπηρεσία).

Τα κεντρικά γραφεία της NASA επιβλέπουν την αποστολή για τη Διεύθυνση Επιστημονικής Αποστολής του οργανισμού. Το Κέντρο Διαστημικών Πτήσεων Goddard της NASA στο Greenbelt του Μέριλαντ, διαχειρίζεται τον Webb για τον οργανισμό και επιβλέπει τις εργασίες για την αποστολή που εκτελείται από το Επιστημονικό Ινστιτούτο Διαστημικού Τηλεσκοπίου, το Northrop Grumman και άλλους εταίρους της αποστολής. Εκτός από τον Γκοντάρ, αρκετοί συνέβαλαν στο έργο, συμπεριλαμβανομένου του Διαστημικού Κέντρου Johnson του οργανισμού στο Χιούστον. Εργαστήριο Jet Propulsion Laboratory (JPL) στη Νότια Καλιφόρνια. Marshall Space Flight Center στο Χάντσβιλ της Αλαμπάμα. Ερευνητικό Κέντρο Ames στη Silicon Valley της Καλιφόρνια. και άλλοι.

Το NIRCam κατασκευάστηκε από μια ομάδα στο Πανεπιστήμιο της Αριζόνα και στο Κέντρο Προηγμένης Τεχνολογίας της Lockheed Martin.

Το MIRI συνεισέφερε η ESA και η NASA, με το όργανο που σχεδιάστηκε και κατασκευάστηκε από μια κοινοπραξία εθνικά χρηματοδοτούμενων Ευρωπαϊκών Ινστιτούτων (The MIRI European Consortium) σε συνεργασία με την JPL και το Πανεπιστήμιο της Αριζόνα.

Το NIRSpec κατασκευάστηκε για τον Ευρωπαϊκό Οργανισμό Διαστήματος (ESA) από μια κοινοπραξία ευρωπαϊκών εταιρειών με επικεφαλής την Airbus Defense and Space (ADS) με το Goddard Space Flight Center της NASA να παρέχει τα υποσυστήματα του ανιχνευτή και μικροδιαφράγματος.