Twee nieuwe afbeeldingen van NASA's James Webb Space Telescope laten zien wat mogelijk een van de vroegste sterrenstelsels is die ooit zijn waargenomen. Beide afbeeldingen bevatten objecten van meer dan 13 miljard jaar geleden, en één biedt een veel breder gezichtsveld dan Webb's First Deep Field-afbeelding, die op 12 juli onder grote fanfare werd uitgebracht. De afbeeldingen vertegenwoordigen enkele van de eerste uit een grote samenwerking van astronomen en andere academische onderzoekers werken samen met NASA en wereldwijde partners om nieuwe inzichten over het universum te ontdekken.

Het team heeft een bijzonder opwindend object geïdentificeerd - genaamd Maisie's melkwegstelsel ter ere van de dochter van projectleider Steven Finkelstein - waarvan ze schatten dat het wordt waargenomen zoals het slechts 290 miljoen jaar na de oerknal was (astronomen noemen dit een roodverschuiving van z=14 ).

De bevinding is gepubliceerd op de preprint-server arXiv en wacht op publicatie in een peer-reviewed tijdschrift. Als de bevinding wordt bevestigd, zou het een van de vroegste sterrenstelsels zijn die ooit zijn waargenomen, en de aanwezigheid ervan zou erop wijzen dat sterrenstelsels zich veel eerder begonnen te vormen dan veel astronomen eerder dachten.

De ongekend scherpe beelden onthullen een vlaag van complexe sterrenstelsels die zich in de loop van de tijd ontwikkelen - sommige elegant volwassen pinwheels, andere blobby peuters, weer andere gaasachtige wervelingen van doe-si-doende buren. De beelden, die ongeveer 24 uur nodig hadden om te verzamelen, zijn afkomstig van een stukje lucht in de buurt van het handvat van de Grote Beer, een sterrenbeeld dat formeel de Grote Beer heet. Ditzelfde hemelgebied werd eerder waargenomen door de Hubble-ruimtetelescoop, zoals te zien is in de Extended Groth Strip.

"Het is verbazingwekkend om te zien hoe een lichtpunt van Hubble verandert in een heel, prachtig gevormd sterrenstelsel in deze nieuwe James Webb-afbeeldingen, en andere sterrenstelsels verschijnen gewoon uit het niets", zegt Finkelstein, universitair hoofddocent astronomie aan de Universiteit van Texas in Austin en de hoofdonderzoeker van de Cosmic Evolution Early Release Science Survey (CEERS), waaruit deze beelden zijn genomen.

De CEERS-samenwerking bestaat uit 18 mede-onderzoekers van 12 instellingen en meer dan 100 medewerkers uit de VS en negen andere landen. CEERS-onderzoekers bestuderen hoe enkele van de vroegste sterrenstelsels werden gevormd toen het universum minder dan 5% van zijn huidige leeftijd was, tijdens een periode die bekend staat als reïonisatie.

Voordat de daadwerkelijke telescoopgegevens binnenkwamen, maakte Micaela Bagley, een postdoctoraal onderzoeker aan de UT Austin en een van de CEERS-beeldvormingsleiders, gesimuleerde afbeeldingen om het team te helpen methoden te ontwikkelen voor het verwerken en analyseren van de nieuwe beelden. Bagley leidde een groep die de echte beelden verwerkte, zodat de gegevens door het hele team konden worden geanalyseerd.

De grote afbeelding is een mozaïek van 690 afzonderlijke frames die ongeveer 24 uur nodig hadden om te verzamelen met behulp van de hoofdcamera van de telescoop, de Near Infrared Camera (NIRCam). Deze nieuwe afbeelding beslaat een gebied van de lucht dat ongeveer acht keer zo groot is als Webbs First Deep Field-afbeelding, hoewel het niet zo diep is. Onderzoekers gebruikten supercomputers in het Texas Advanced Computing Center voor de eerste beeldverwerking:Stampede2 werd gebruikt om achtergrondruis en artefacten te verwijderen, en Frontera, 's werelds krachtigste supercomputer aan een Amerikaanse universiteit, werd gebruikt om de afbeeldingen aan elkaar te naaien om een ​​enkel mozaïek te vormen .

"De krachtige rekenkracht maakte het mogelijk om talloze afbeeldingen te combineren en de frames in één keer in het geheugen te bewaren voor verwerking, wat resulteerde in één enkel prachtig beeld", zei Finkelstein.

De andere foto is gemaakt met het Mid-Infrared Instrument (MIRI). Vergeleken met NIRcam heeft MIRI een kleiner gezichtsveld, maar werkt het met een veel hogere ruimtelijke resolutie dan eerdere mid-infraroodtelescopen. MIRI detecteert langere golflengten dan NIRCam, waardoor astronomen kosmisch stof kunnen zien opgloeien van stervormende sterrenstelsels en zwarte gaten op bescheiden grote afstanden, en licht van oudere sterren op zeer grote afstanden kunnen zien. + Verder verkennen

Het record voor het verste sterrenstelsel is zojuist weer verbroken, nu slechts 250 miljoen jaar na de oerknal