Stephan's Quintet, een visuele groepering van vijf sterrenstelsels, staat vooral bekend als prominent aanwezig in de vakantieklassieker 'It's a Wonderful Life'. Vandaag onthult NASA's James Webb Space Telescope Stephan's Quintet in een nieuw licht. Dit enorme mozaïek is Webb's grootste afbeelding tot nu toe en beslaat ongeveer een vijfde van de diameter van de maan. Het bevat meer dan 150 miljoen pixels en is opgebouwd uit bijna 1.000 afzonderlijke afbeeldingsbestanden. De informatie van Webb biedt nieuwe inzichten in hoe galactische interacties de evolutie van sterrenstelsels in het vroege universum hebben gestimuleerd.

Met zijn krachtige infraroodvisie en extreem hoge ruimtelijke resolutie toont Webb nooit eerder vertoonde details in deze melkweggroep. Fonkelende clusters van miljoenen jonge sterren en starburst-gebieden van verse stergeboorte sieren het beeld. Door gravitatie-interacties worden uit verschillende sterrenstelsels zwiepende staarten van gas, stof en sterren getrokken. Het meest dramatisch is dat Webb enorme schokgolven vastlegt terwijl een van de sterrenstelsels, NGC 7318B, door de cluster breekt.

Samen zijn de vijf sterrenstelsels van Stephan's Quintet ook bekend als de Hickson Compact Group 92 (HCG 92). Hoewel ze een 'kwintet' worden genoemd, staan ​​slechts vier van de sterrenstelsels echt dicht bij elkaar en zijn ze verwikkeld in een kosmische dans. Het vijfde en meest linkse sterrenstelsel, NGC 7320 genaamd, staat goed op de voorgrond vergeleken met de andere vier. NGC 7320 bevindt zich op 40 miljoen lichtjaar van de aarde, terwijl de andere vier sterrenstelsels (NGC 7317, NGC 7318A, NGC 7318B en NGC 7319) zich op ongeveer 290 miljoen lichtjaar afstand bevinden. Dit is nog steeds redelijk dichtbij in kosmische termen, vergeleken met verder weg gelegen sterrenstelsels op miljarden lichtjaren afstand. Door zulke relatief nabije sterrenstelsels als deze te bestuderen, kunnen wetenschappers structuren die in een veel verder weg gelegen heelal worden gezien, beter begrijpen.

Deze nabijheid biedt astronomen een plaats op de eerste rang om getuige te zijn van het samensmelten en de interacties tussen sterrenstelsels die zo cruciaal zijn voor de hele evolutie van sterrenstelsels. Zelden zien wetenschappers zo gedetailleerd hoe interagerende sterrenstelsels elkaars stervorming veroorzaken, en hoe het gas in deze sterrenstelsels wordt verstoord. Stephan's Quintet is een fantastisch "laboratorium" voor het bestuderen van deze processen die fundamenteel zijn voor alle sterrenstelsels.

Dergelijke hechte groepen kwamen misschien vaker voor in het vroege heelal, toen hun oververhitte, invallende materiaal de brandstof had kunnen zijn voor zeer energetische zwarte gaten die quasars worden genoemd. Zelfs vandaag de dag herbergt het bovenste sterrenstelsel in de groep - NGC 7319 - een actieve galactische kern, een superzwaar zwart gat dat 24 miljoen keer zo zwaar is als de zon. Het trekt actief materiaal naar binnen en straalt lichtenergie uit die overeenkomt met 40 miljard zonnen.

Webb bestudeerde de actieve galactische kern tot in detail met de Near-Infrared Spectrograph (NIRSpec) en Mid-Infrared Instrument (MIRI). De integrale veldeenheden (IFU's) van deze instrumenten, die een combinatie zijn van een camera en een spectrograaf, voorzagen het Webb-team van een 'datakubus' of een verzameling afbeeldingen van de spectrale kenmerken van de galactische kern.

Net als medische magnetische resonantie beeldvorming (MRI), stellen de IFU's wetenschappers in staat om de informatie in veel afbeeldingen te "snijden en in blokjes te snijden" voor gedetailleerd onderzoek. Webb doorboorde de stofomhulling rond de kern om heet gas in de buurt van het actieve zwarte gat te onthullen en de snelheid van heldere uitstroom te meten. De telescoop zag deze uitstroom, aangedreven door het zwarte gat, op een nooit eerder gezien detailniveau.

In NGC 7320, het meest linkse en dichtstbijzijnde sterrenstelsel in de visuele groepering, was Webb in staat om individuele sterren en zelfs de heldere kern van het sterrenstelsel op te lossen.

Als bonus onthulde Webb een enorme zee van duizenden verre achtergrondsterrenstelsels die doen denken aan Hubble's Deep Fields.

Gecombineerd met het meest gedetailleerde infraroodbeeld ooit van Stephan's Quintet van MIRI en de Near-Infrared Camera (NIRCam), zullen de gegevens van Webb een schat aan waardevolle, nieuwe informatie opleveren. Het zal wetenschappers bijvoorbeeld helpen de snelheid te begrijpen waarmee superzware zwarte gaten zich voeden en groeien. Webb ziet stervormingsgebieden ook veel directer en kan de emissie van het stof onderzoeken - een detailniveau dat tot nu toe onmogelijk te verkrijgen was.

Stephan's Quintet, gelegen in het sterrenbeeld Pegasus, werd in 1877 ontdekt door de Franse astronoom Édouard Stephan. + Verder verkennen

NASA onthult de eerste kosmische doelen van de Webb-telescoop