Webb avslører enestående glimt av sammenslående galakser

Ved å bruke James Webb-romteleskopet til å se tilbake i tid på det tidlige universet, oppdaget astronomer en overraskelse: en klynge av galakser som smelter sammen rundt en sjelden rød kvasar i et massivt svart hull. Funnene fra Johns Hopkins University og et internasjonalt team gir en enestående mulighet til å observere hvordan galakser for milliarder av år siden smeltet sammen i det moderne universet.

“Vi tror noe dramatisk er i ferd med å skje i disse systemene,” sa medforfatter Andrey Vayner, en Johns Hopkins postdoktor som studerer utviklingen av galakser. “Galaksen er i dette perfekte øyeblikket i sin levetid, i ferd med å forvandle seg og se helt annerledes ut om noen få milliarder år.”

Arbeidet er i trykken Astrofysiske journalbrev og tilgjengelig i dag på arXiv-papirlageret.

James Webb-romteleskopet, som ble skutt opp i desember i fjor av NASA, European Space Agency og Canadian Space Agency, er det største og kraftigste teleskopet som noen gang er sendt ut i verdensrommet. De første generelle observasjonene ble avslørt i juli, men dette kvasarbildet er ett av bare 13 “early look”-prosjekter som er valgt ut gjennom en svært konkurransedyktig global konkurranse for å avgjøre hvor teleskopet peker i løpet av de første månedene av drift.

I Baltimore hørte Johns Hopkins-teamet at deres valgte mål ville bli observert i løpet av dager etter president Bidens avduking av Webbs debutbilder 11. juli, så de holdt seg i nærheten av datamaskinene sine. Den påfølgende sommerlørdagen oppdaterte Vayner og doktorgradsstudenten Yuzo Ishikawa gjentatte ganger Webb-databasen da dataene plutselig kom, noe som førte til en raskt sammensatt multinasjonalt teamkonfab på søndag for å prøve å forstå de utrolig detaljerte råbildene.

Selv om tidligere observasjoner av dette området av NASA/ESA Hubble Space Telescope og Near-Infrared Integral Field Spectrometer-instrumentet på Gemini-North-teleskopet fant ut kvasaren og antydet muligheten for en galakse i overgang, var det ingen som mistenkte det med Webbs skarpe avbildning. de ville se flere galakser, minst tre, virvle rundt i området.

“Med tidligere bilder trodde vi at vi så hint om at galaksen muligens samhandlet med andre galakser på veien til sammenslåing fordi formene deres blir forvrengt i prosessen, og vi trodde vi kanskje så det,” sa co-hovedetterforsker Nadia L. Zakamska. en Johns Hopkins-astrofysiker som hjalp til med å unnfange prosjektet tilbake i 2017 sammen med daværende Johns Hopkins postdoc Dominika Wylezalek, som nå er gruppeleder ved Universitetet i Heidelberg.

“Men etter at vi fikk Webb-dataene, sa jeg: ‘Jeg aner ikke hva vi ser på her, hva er alt dette!’ Vi brukte flere uker på å bare stirre og stirre på disse bildene.”

Webb avslørte minst tre galakser som beveger seg utrolig raskt, noe som tyder på at det er en stor mengde masse. Teamet tror dette kan være et av de tetteste kjente områdene med galaksedannelse i det tidlige universet.

Fordi lys tar tid å reise til oss, når vi ser på objekter som denne i de svært fjerne områdene av universet, ser vi lys som ble sendt ut for rundt 11,5 milliarder år siden, eller fra de tidligste stadiene av universets utvikling. Massive galaksesvermer som denne var sannsynligvis vanlig da, sa Zakamska.

“Det er superspennende å være en av de første som ser dette virkelig kule objektet,” sa Ishikawa, som bidro til tolkningen av galaksesvermen.

Til og med Vayner, som hadde drømt om å bruke Webb-data siden han først hørte om teleskopet som student for mer enn et tiår siden, og trodde han visste hva han kunne forvente, ble sjokkert over å se sin lenge studerte plass i universet avslørt med slike klarhet.

“Det vil virkelig forandre vår forståelse av dette objektet,” sa Vayner, som var medvirkende til å tilpasse de rå Webb-dataene for vitenskapelig analyse.

Den blendende lyse kvasaren, drevet av det Zakamska kaller et “monster” sort hull i midten av den galaktiske virvelen, er en sjelden “ekstremt rød” kvasar, omtrent 11,5 milliarder år gammel og en av de kraftigste som noen gang er sett fra en slik avstand. Det er egentlig et sort hull i formasjon, sa Vayner, spiste gassen rundt det og vokser i masse. Skyene av støv og gass mellom Jorden og den glødende gassen nær det sorte hullet får kvasaren til å se rød ut.

Teamet jobber allerede med oppfølgingsobservasjoner av denne uventede galaksehopen, i håp om å bedre forstå hvordan tette, kaotiske galaksehoper dannes, og hvordan den påvirkes av supermassive sorte hull i hjertet.

“Det du ser her er bare en liten delmengde av det som er i datasettet,” sa Zakamska. “Det er bare for mye som skjer her, så vi fremhevet først hva som egentlig er den største overraskelsen. Hver klump her er en babygalakse som smelter sammen i denne mammagalaksen, og fargene er forskjellige hastigheter og det hele beveger seg på en ekstremt komplisert måte. Vi kan nå begynne å løse bevegelsene.”

---

---