Astronomen van de Nanjing Universiteit in China en elders hebben met behulp van de James Webb Space Telescope (JWST) hogeresolutiewaarnemingen uitgevoerd van een verre cluster van sterrenstelsels, bekend als CL J1001+0220. De observatiecampagne, beschreven in een artikel dat op 8 maart werd gepubliceerd op de preprint-server arXiv , levert belangrijke informatie op over de aard van dit cluster.

Clusters van sterrenstelsels bevatten duizenden sterrenstelsels die door de zwaartekracht met elkaar zijn verbonden. Het zijn de grootste bekende zwaartekrachtgebonden structuren in het universum, en zouden kunnen dienen als uitstekende laboratoria voor het bestuderen van de evolutie en kosmologie van sterrenstelsels.

CL J1001+0220 (of kortweg CL J1001) is een cluster van sterrenstelsels in het sterrenbeeld Sextans, met 17 sterrenstelsels, gelegen op een afstand van ongeveer 11,1 miljard lichtjaar. Het heeft een verbeterde stervormingssnelheid (SFR), een korte gasuitputtingstijd en vertoont sterk bewijs dat de eigenschappen van de aangesloten sterrenstelsels worden beïnvloed door de extreme omgeving.

Eerdere studies hebben aangetoond dat J1001 de transformatie lijkt te ondergaan van een protocluster naar een volwassen cluster. Aangezien een dergelijke evolutie nog niet volledig wordt begrepen, heeft een team van astronomen onder leiding van Hanwen Sun van de Universiteit van Nanjing besloten dit proces nader te bekijken met behulp van de Near Infrared Camera (NIRCam) van JWST. Hun onderzoek werd aangevuld met gegevens van telescopen op de grond, zoals de Subaru Telescope en de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA).

"Hier presenteren we nieuwe JWST/NIRCam-waarnemingen gericht op de verre cluster CL J1001 op z =2,51 uit het COSMOS-Webb-programma, die, in combinatie met eerdere smalbandige beeldvorming gericht op Hα-emitters en diepe millimeteronderzoeken van CO-emitters, zorgen voor een compleet beeld van de assemblage van enorme sterrenstelsels in CL J1001", schreven de onderzoekers in de krant.

Het team van Sun slaagde erin een telling van de sterrenstelsels die lid zijn van CL J1001 te voltooien. Ten eerste identificeerden ze een populatie van rode en massieve clusterleden, die bij eerdere diepe opnamen met behulp van de Hubble Space Telescope (HST) zijn gemist. Dit bevestigt dat JWST-waarnemingen nodig zijn om een ​​volledige telling van leden in clusters van sterrenstelsels te verkrijgen.

Uit het onderzoek is gebleken dat de ruimtelijke verdeling van de lidstelsels in CL J1001 zeer geconcentreerd is. De astronomen merkten op dat de centrale stellaire dichtheid van CL J1001 vergelijkbaar of zelfs hoger is dan die van massievere clusters met lage roodverschuiving, in tegenstelling tot wat wordt waargenomen in de buitenwijken van deze cluster. Deze bevindingen suggereren een inside-out-vormingsscenario voor de vroegst bekende clusters.

Bovendien ontdekten de astronomen op basis van de massa-volledige steekproef van stervormende leden dat de stellaire massafunctie van CL J1001 een prominent ‘topzwaar’ kenmerk vertoont – aangezien er een overvloed aan massieve stervormende sterrenstelsels (SFG’s) is. opgestapeld in de clusterkern. Het bleek dat het totale aantal en de stellaire dichtheid van deze massieve SFG-leden vergelijkbaar zijn met die van massieve SFG- en rustige sterrenstelsels gecombineerd in clusters met lagere roodverschuivingen.

Samenvattend concludeerden de auteurs van het artikel dat CL J1001 zich momenteel in een snelle transitie bevindt en dat veel van zijn enorme SFG's waarschijnlijk binnenkort in rust zullen komen.

Meer informatie: Hanwen Sun et al., JWST's eerste glimp van een z> 2-vormende cluster onthult een topzware stellaire massafunctie, arXiv (2024). DOI:10.48550/arxiv.2403.05248

Journaalinformatie: arXiv

© 2024 Science X Netwerk