Το JWST βλέπει τον "Sparkler Galaxy" να περιβάλλεται από τα πιο μακρινά αστρικά σμήνη που έχουν βρεθεί ποτέ

Ένας γαλαξίας στην πρώτη εικόνα σε βαθύ πεδίο του JWST περιέχει έναν γαλαξία 9 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά, με το παρατσούκλι Sparkler Galaxy. Σε σύγκριση με κάποιους άλλους στον τομέα, αυτό δεν είναι ιδιαίτερα μακρινό. Ωστόσο, οι λάμψεις που ενέπνευσαν το όνομα είναι αστρικά σμήνη, τουλάχιστον μερικά από τα οποία είναι τα πιο μακρινά σφαιρικά σμήνη που έχουν δει ποτέ.

Γύρω από τον Γαλαξία μας υπάρχουν 150 μπάλες με σφιχτά γεμάτα αστέρια, σαν νησιά στις ακτές μιας ηπείρου. Γνωστά ως σφαιρικά σμήνη (ή απλώς σφαιρικά) για να αντανακλούν το σφαιρικό τους σχήμα και να τα διαφοροποιούν από τα ανοιχτά σμήνη μέσα στον γαλαξία, αυτά μπορούν να περιέχουν έως και 10 εκατομμύρια αστέρια. Άλλοι μεγάλοι γαλαξίες τα έχουν επίσης – σε ορισμένες περιπτώσεις, πολύ περισσότερα από τον Γαλαξία.

Τα σφαιρικά σμήνη ήταν σημαντικά για την ανάπτυξη της αστρονομίας επειδή περιέχουν πολύ παλιά αστέρια και παρέχουν πληροφορίες για τον τρόπο που σχηματίζονται οι γαλαξίες. Σε μια νέα δημοσίευση, ο Δρ Lamiya Mowla του Πανεπιστημίου του Τορόντο και οι συγγραφείς του αποκαλύπτουν αρχαία σφαιρικά σμήνη που περιβάλλουν τον Γαλαξία Sparkler.

Οι «λάμψεις» του γαλαξία αναγνωρίστηκαν γρήγορα ως σμήνη αστεριών, αλλά ακόμη και με την ισχυρή διακριτική δύναμη του JWST, η απόσταση καθιστούσε δύσκολο τον εντοπισμό του τύπου σμήνος. Κατά την πρώτη επιθεώρηση, αυτά μπορεί να είναι ανοιχτά σμήνη αστεριών που σχηματίζονται ενεργά, όχι σφαιρικά.

Οι ερευνητές επέλεξαν 12 από αυτά τα σμήνη μη μολυσμένα από κοντινά αντικείμενα για να τα εξετάσουν σε βάθος. Η απουσία γραμμών εκπομπής οξυγόνου τους οδήγησε στο συμπέρασμα ότι τουλάχιστον πέντε από αυτά είναι σφαιρικά - πιθανώς τα παλαιότερα που έχουμε βρει ποτέ, που σχηματίστηκαν περίπου 500 εκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη.

«Η εξέταση των πρώτων εικόνων από το JWST και η ανακάλυψη παλαιών σφαιρικών σμηνών γύρω από μακρινούς γαλαξίες ήταν μια απίστευτη στιγμή, μια στιγμή που δεν ήταν δυνατή με την προηγούμενη απεικόνιση του διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble», δήλωσε ο Δρ Kartheik Iyer σε δήλωση. «Δεδομένου ότι μπορούσαμε να παρατηρήσουμε τις λάμψεις σε ένα εύρος μηκών κύματος, θα μπορούσαμε να τις μοντελοποιήσουμε και να κατανοήσουμε καλύτερα τις φυσικές τους ιδιότητες, όπως πόσο χρονών είναι και πόσα αστέρια περιέχουν».

Αν και τα σφαιρωτά σμήνη του Γαλαξία μας είναι από καιρό γνωστό ότι είναι αρχαία, το πόσο παλιά παραμένει αβέβαιο. Βλέποντας τα συμπλέγματα όπως ήταν πολύ νωρίτερα στη ζωή τους, θα πρέπει να μπορούμε να βαθμονομούμε τα κοντινά συμπλέγματα πιο εύκολα.

«Αυτά τα σμήνη που εντοπίστηκαν πρόσφατα σχηματίστηκαν κοντά στην πρώτη φορά που ήταν ακόμη δυνατό να σχηματιστούν αστέρια», είπε ο Mowla. «Είναι εύκολο να διακρίνεις τη διαφορά μεταξύ ενός 5χρονου και του 10χρονου, αλλά δύσκολο να διακρίνεις τη διαφορά μεταξύ ενός 50χρονου και 55χρονου».

Η μελέτη των σμηνών του γαλαξία Sparkler μοιάζει λίγο με τη φωτογραφία κάποιου πριν από 50 χρόνια, επιτρέποντας μια πιο ακριβή εκτίμηση της τρέχουσας ηλικίας του.

Τα σμήνη Sparkler θα μπορούσαν επίσης να διευθετήσουν μια μακροχρόνια συζήτηση σχετικά με το πώς σχηματίζονται τα σφαιρικά σμήνη.

Όσο ισχυρό κι αν είναι το JWST, τα περισσότερα σφαιρικά σμήνη σε τέτοια απόσταση θα ξεπερνούσαν την χωρητικότητά του. Ωστόσο, ο Γαλαξίας Sparkler βρίσκεται πίσω από το σμήνος γαλαξιών SMACS 0723, το οποίο δημιουργεί ένα ακραίο βαρυτικό φακό, όχι μόνο μεγεθύνοντας τα σμήνη 10-100 φορές, αλλά δημιουργώντας τρεις εικόνες του Sparkler. Αυτό επιτρέπει στους αστρονόμους να συγκρίνουν τις εικόνες και να επιβεβαιώνουν ότι τα σμήνη συσχετίζονται, αντί να βρίσκονται στην ίδια κατεύθυνση αλλά σε διαφορετική απόσταση.

Αυτή η έρευνα δημοσιεύτηκε στο Astronomical Journal Letters (Open Access)